वायुमंडल विभिन्न गैसों का मिश्रण है। यह पृथ्वी की सतह से 900 किमी की ऊँचाई तक फैला हुआ है, जो ग्रह को सौर विकिरण के हानिकारक स्पेक्ट्रम से बचाता है, और इसमें ग्रह पर सभी जीवन के लिए आवश्यक गैसें शामिल हैं। वायुमंडल सूर्य की गर्मी को फँसाता है, पृथ्वी की सतह के पास गर्म होता है और एक अनुकूल जलवायु बनाता है।

वायुमंडल की संरचना

पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से दो गैसें हैं - नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%)। इसके अलावा, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ होती हैं। वायुमंडल में वाष्प, बादलों में नमी की बूंदों और बर्फ के क्रिस्टल के रूप में मौजूद है।

वायुमंडल की परतें

वायुमंडल में कई परतें होती हैं, जिनके बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है। विभिन्न परतों के तापमान एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

वायुहीन चुंबकमंडल। पृथ्वी के अधिकांश उपग्रह यहीं से बाहर उड़ते हैं पृथ्वी का वातावरण. एक्सोस्फीयर (सतह से 450-500 किमी)। लगभग गैसें नहीं होती हैं। कुछ मौसम उपग्रह बहिर्मंडल में उड़ते हैं। थर्मोस्फीयर (80-450 किमी) ऊपरी परत में 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने वाले उच्च तापमान की विशेषता है। मेसोस्फीयर (50-80 किमी)। इस क्षेत्र में ऊंचाई बढ़ने पर तापमान गिर जाता है। यह यहाँ है कि अधिकांश उल्कापिंड (अंतरिक्ष चट्टानों के टुकड़े) जो वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, जल जाते हैं। समताप मंडल (15-50 किमी)। इसमें ओजोन परत होती है, यानी ओजोन की एक परत जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है। इससे पृथ्वी की सतह के निकट तापमान में वृद्धि होती है। जेट विमान आमतौर पर यहां उड़ान भरते हैं, जैसे इस परत में दृश्यता बहुत अच्छी है और मौसम की स्थिति के कारण लगभग कोई हस्तक्षेप नहीं होता है। क्षोभ मंडल। ऊंचाई पृथ्वी की सतह से 8 से 15 किमी के बीच भिन्न होती है। यहीं से ग्रह का मौसम बनता है, क्योंकि इस परत में सबसे अधिक जलवाष्प, धूल और हवाएं होती हैं। पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान घटता जाता है।

वायुमंडलीय दबाव

यद्यपि हम इसे महसूस नहीं करते हैं, वायुमंडल की परतें पृथ्वी की सतह पर दबाव डालती हैं। उच्चतम सतह के निकट है, और जैसे-जैसे आप इससे दूर जाते हैं, यह धीरे-धीरे कम होता जाता है। यह भूमि और महासागर के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करता है, और इसलिए समुद्र तल से समान ऊंचाई पर स्थित क्षेत्रों में अक्सर एक अलग दबाव होता है। कम दबाव गीला मौसम लाता है, जबकि उच्च दबाव आमतौर पर साफ मौसम निर्धारित करता है।

वायुमंडल में वायुराशियों की गति

और दबाव निचले वातावरण को मिलाने का कारण बनते हैं। इससे हवाएँ बनती हैं जो उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर चलती हैं। कई क्षेत्रों में, स्थानीय हवाएं भी होती हैं, जो भूमि और समुद्र के तापमान में अंतर के कारण होती हैं। हवाओं की दिशा पर भी पहाड़ों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

ग्रीनहाउस प्रभाव

पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसें सूर्य की गर्मी को फँसाती हैं। इस प्रक्रिया को आमतौर पर ग्रीनहाउस प्रभाव कहा जाता है, क्योंकि यह कई मायनों में ग्रीनहाउस में गर्मी के संचलन के समान है। ग्रीनहाउस प्रभाव ग्रह पर ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनता है। उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में - एंटीसाइक्लोन - एक स्पष्ट सौर स्थापित होता है। कम दबाव वाले क्षेत्रों में - चक्रवात - मौसम आमतौर पर अस्थिर होता है। गर्मी और प्रकाश वातावरण में प्रवेश कर रहे हैं। गैसें पृथ्वी की सतह से परावर्तित ऊष्मा को रोक लेती हैं, जिससे पृथ्वी पर तापमान बढ़ जाता है।

समताप मंडल में एक विशेष ओजोन परत होती है। ओजोन देरी सबसे अधिक पराबैंगनी विकिरणसूर्य, पृथ्वी और उस पर सभी जीवन की रक्षा करता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि ओजोन परत के विनाश का कारण कुछ एरोसोल में निहित विशेष क्लोरोफ्लोरोकार्बन डाइऑक्साइड गैसें हैं और प्रशीतन उपकरण. आर्कटिक और अंटार्कटिका के ऊपर, ओजोन परत में विशाल छिद्र पाए गए हैं, जो पृथ्वी की सतह को प्रभावित करने वाले पराबैंगनी विकिरण की मात्रा में वृद्धि में योगदान करते हैं।

सौर विकिरण और विभिन्न निकास धुएं और गैसों के परिणामस्वरूप निचले वातावरण में ओजोन का निर्माण होता है। आमतौर पर यह वायुमंडल के माध्यम से फैलता है, लेकिन अगर ठंडी हवा की एक बंद परत गर्म हवा की एक परत के नीचे बनती है, तो ओजोन केंद्रित होता है और स्मॉग होता है। दुर्भाग्य से, यह ओजोन छिद्रों में ओजोन के नुकसान की भरपाई नहीं कर सकता है।

उपग्रह की छवि स्पष्ट रूप से अंटार्कटिका के ऊपर ओजोन परत में एक छेद दिखाती है। छेद का आकार बदलता रहता है, लेकिन वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह लगातार बढ़ रहा है। वातावरण में निकास गैसों के स्तर को कम करने का प्रयास किया जा रहा है। वायु प्रदूषण को कम करें और शहरों में धुंआ रहित ईंधन का उपयोग करें। स्मॉग से कई लोगों की आंखों में जलन और दम घुटने लगता है।

पृथ्वी के वायुमंडल का उद्भव और विकास

पृथ्वी का आधुनिक वातावरण एक लंबे विकासवादी विकास का परिणाम है। यह भूवैज्ञानिक कारकों की संयुक्त कार्रवाई और जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। हर जगह भूवैज्ञानिक इतिहासपृथ्वी का वायुमंडल कई गहन पुनर्व्यवस्थाओं से गुजरा है। भूवैज्ञानिक डेटा और सैद्धांतिक (पूर्वापेक्षाएँ) के आधार पर, युवा पृथ्वी का आदिम वातावरण, जो लगभग 4 अरब साल पहले मौजूद था, निष्क्रिय नाइट्रोजन के एक छोटे से जोड़ के साथ निष्क्रिय और महान गैसों का मिश्रण हो सकता है (एन। ए। यासमानोव, 1985)। ए.एस. मोनिन, 1987; ओ.जी. सोरोख्तिन, एस.ए. उशाकोव, 1991, 1993। वर्तमान में, प्रारंभिक वातावरण की संरचना और संरचना पर दृष्टिकोण कुछ हद तक बदल गया है। प्राथमिक वातावरण (प्रोटोएटमॉस्फियर) प्रारंभिक प्रोटोप्लानेटरी चरण में है। 4.2 बिलियन वर्ष , मीथेन, अमोनिया और का मिश्रण हो सकता है कार्बन डाइऑक्साइड. मेंटल के सड़ने और पृथ्वी की सतह पर बहने के परिणामस्वरूप सक्रिय प्रक्रियाएंअपक्षय, जल वाष्प, CO 2 और CO के रूप में कार्बन यौगिक, सल्फर और इसके यौगिक, साथ ही मजबूत हलोजन एसिड - HCI, HF, HI और बोरिक एसिड, जो मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन, आर्गन और कुछ द्वारा पूरक थे। अन्य महान गैसें। यह आदिकालीन वातावरण अत्यंत पतला था। इसलिए, पृथ्वी की सतह के पास का तापमान विकिरण संतुलन के तापमान के करीब था (एएस मोनिन, 1977)।

समय के साथ, प्राथमिक वातावरण की गैस संरचना पृथ्वी की सतह पर उभरी चट्टानों के अपक्षय, साइनोबैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि, ज्वालामुखी प्रक्रियाओं और सूर्य के प्रकाश की क्रिया के प्रभाव में बदलने लगी। इससे मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया - नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो गया; द्वितीयक वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड जमा होने लगी, जो धीरे-धीरे पृथ्वी की सतह पर और नाइट्रोजन में उतरी। नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए धन्यवाद, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ऑक्सीजन का उत्पादन शुरू हुआ, हालांकि, शुरुआत में मुख्य रूप से "वायुमंडलीय गैसों के ऑक्सीकरण, और फिर चट्टानों पर खर्च किया गया था। उसी समय, आणविक नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत अमोनिया, वातावरण में तीव्रता से जमा होने लगा। जैसा कि अपेक्षित था, नाइट्रोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा आधुनिक वातावरणअवशेष है। मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया गया था। सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड को एसओ 2 और एसओ 3 में ऑक्सीकृत किया गया था, जो कि उनकी उच्च गतिशीलता और हल्केपन के कारण, वातावरण से जल्दी से हटा दिए गए थे। इस प्रकार, एक कम करने वाले वातावरण से, जैसा कि आर्कियन और प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक में था, धीरे-धीरे एक ऑक्सीकरण में बदल गया।

कार्बन डाइऑक्साइड ने मीथेन ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप और चट्टानों के मेंटल के क्षरण और अपक्षय के परिणामस्वरूप वातावरण में प्रवेश किया। इस घटना में कि पृथ्वी के पूरे इतिहास में जारी सभी कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में बने रहे, इसका आंशिक दबाव अब शुक्र (ओ। सोरोख्तिन, एस। ए। उशाकोव, 1991) के समान हो सकता है। लेकिन पृथ्वी पर, प्रक्रिया उलट गई थी। वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जलमंडल में घुल गया था, जिसमें जलीय जीवों द्वारा अपने गोले बनाने के लिए इसका उपयोग किया गया था और जैविक रूप से कार्बोनेट में परिवर्तित किया गया था। इसके बाद, उनसे केमोजेनिक और ऑर्गेनोजेनिक कार्बोनेट के सबसे शक्तिशाली स्तर का निर्माण हुआ।

वायुमंडल में ऑक्सीजन की आपूर्ति तीन स्रोतों से की गई थी। एक लंबे समय के लिए, पृथ्वी के गठन के क्षण से शुरू होकर, इसे मेंटल के क्षय की प्रक्रिया में छोड़ा गया था और मुख्य रूप से खर्च किया गया था ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएंऑक्सीजन का एक अन्य स्रोत कठोर पराबैंगनी सौर विकिरण द्वारा जल वाष्प का फोटोडिसोसिएशन था। दिखावे; वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन के कारण अधिकांश प्रोकैरियोट्स की मृत्यु हो गई जो कम करने वाली स्थितियों में रहते थे। प्रोकैरियोटिक जीवों ने अपना निवास स्थान बदल लिया है। उन्होंने पृथ्वी की सतह को उसकी गहराई और उन क्षेत्रों में छोड़ दिया जहां कम करने की स्थिति अभी भी संरक्षित थी। उन्हें यूकेरियोट्स द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, जो कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में सख्ती से संसाधित करने लगे।

आर्कियन और प्रोटेरोज़ोइक के एक महत्वपूर्ण हिस्से के दौरान, लगभग सभी ऑक्सीजन, जो कि एबोजेनिक और बायोजेनिक दोनों तरह से उत्पन्न होती है, मुख्य रूप से लोहे और सल्फर के ऑक्सीकरण पर खर्च की जाती है। प्रोटेरोज़ोइक के अंत तक, पृथ्वी की सतह पर मौजूद सभी धात्विक द्विसंयोजक लोहा या तो ऑक्सीकृत हो गए या पृथ्वी के मूल में चले गए। इससे यह तथ्य सामने आया कि प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बदल गया।

प्रोटेरोज़ोइक के मध्य में, वायुमंडल में ऑक्सीजन की सांद्रता उरे बिंदु तक पहुँच गई और वर्तमान स्तर का 0.01% हो गई। उस समय से, वातावरण में ऑक्सीजन जमा होना शुरू हो गया और, शायद, पहले से ही रिपियन के अंत में, इसकी सामग्री पाश्चर बिंदु (वर्तमान स्तर का 0.1%) तक पहुंच गई। यह संभव है कि ओजोन परत का उदय वेंडियन काल में हुआ हो और उस समय यह कभी लुप्त नहीं हुआ हो।

पृथ्वी के वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति ने जीवन के विकास को प्रेरित किया और अधिक परिपूर्ण चयापचय के साथ नए रूपों का उदय हुआ। यदि पहले यूकेरियोटिक एककोशिकीय शैवालऔर साइनाइड्स, जो प्रोटेरोज़ोइक की शुरुआत में दिखाई दिए, को अपनी आधुनिक सांद्रता के केवल 10 -3 के पानी में ऑक्सीजन सामग्री की आवश्यकता होती है, फिर प्रारंभिक वेंडियन के अंत में कंकाल मेटाज़ोआ के उद्भव के साथ, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले , वातावरण में ऑक्सीजन की सांद्रता काफी अधिक होनी चाहिए। आखिरकार, मेटाज़ोआ ने ऑक्सीजन श्वसन का उपयोग किया और इसके लिए आवश्यक था कि ऑक्सीजन का आंशिक दबाव एक महत्वपूर्ण स्तर - पाश्चर बिंदु तक पहुंच जाए। इस मामले में, अवायवीय किण्वन प्रक्रिया को ऊर्जावान रूप से अधिक आशाजनक और प्रगतिशील ऑक्सीजन चयापचय द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

उसके बाद, पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन का और संचय तेजी से हुआ। नील-हरित शैवाल की मात्रा में उत्तरोत्तर वृद्धि ने वातावरण में पशु जगत के जीवन समर्थन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन स्तर की उपलब्धि में योगदान दिया। वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा का एक निश्चित स्थिरीकरण उस क्षण से हुआ है जब पौधे उतरे थे - लगभग 450 मिलियन वर्ष पहले। भूमि पर पौधों के उद्भव, जो सिलुरियन काल में हुआ, ने वातावरण में ऑक्सीजन के स्तर के अंतिम स्थिरीकरण का नेतृत्व किया। उस समय से, इसकी एकाग्रता बल्कि सीमित सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव शुरू हुई, जीवन के अस्तित्व से परे कभी नहीं। फूलों के पौधों की उपस्थिति के बाद से वातावरण में ऑक्सीजन की एकाग्रता पूरी तरह से स्थिर हो गई है। यह घटना क्रेटेशियस काल के मध्य में हुई थी, अर्थात। लगभग 100 मिलियन साल पहले।

नाइट्रोजन का अधिकांश भाग पृथ्वी के विकास के प्रारंभिक चरणों में बना था, मुख्य रूप से अमोनिया के अपघटन के कारण। जीवों के आगमन के साथ, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक पदार्थों में बांधने और इसे समुद्री तलछट में दफनाने की प्रक्रिया शुरू हुई। भूमि पर जीवों की रिहाई के बाद, नाइट्रोजन महाद्वीपीय तलछट में दबने लगी। स्थलीय पौधों के आगमन के साथ मुक्त नाइट्रोजन के प्रसंस्करण की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज हो गई थी।

क्रिप्टोज़ोइक और फ़ैनरोज़ोइक के मोड़ पर, यानी लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा घटकर दस प्रतिशत हो गई, और सामग्री करीब आधुनिकतम, यह अभी हाल ही में, लगभग 10-20 मिलियन वर्ष पूर्व तक पहुँचा।

इस प्रकार, वायुमंडल की गैस संरचना ने न केवल जीवों के लिए रहने की जगह प्रदान की, बल्कि उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि की विशेषताओं को भी निर्धारित किया, निपटान और विकास को बढ़ावा दिया। ब्रह्मांडीय और ग्रहीय कारणों से जीवों के लिए अनुकूल वातावरण की गैस संरचना के वितरण में परिणामी विफलताओं ने कार्बनिक दुनिया के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बना, जो क्रिप्टोज़ोइक के दौरान और फ़ैनरोज़ोइक इतिहास के कुछ मील के पत्थर पर बार-बार हुआ।

वायुमंडल के नृवंशविज्ञान संबंधी कार्य

पृथ्वी का वायुमंडल आवश्यक पदार्थ, ऊर्जा प्रदान करता है और चयापचय प्रक्रियाओं की दिशा और गति निर्धारित करता है। आधुनिक वातावरण की गैस संरचना जीवन के अस्तित्व और विकास के लिए इष्टतम है। मौसम और जलवायु निर्माण के क्षेत्र के रूप में, वातावरण को लोगों, जानवरों और वनस्पतियों के जीवन के लिए आरामदायक स्थिति बनाना चाहिए। वायुमंडलीय हवा और मौसम की स्थिति की गुणवत्ता में एक दिशा या किसी अन्य में विचलन मनुष्यों सहित जानवरों और पौधों की दुनिया के जीवन के लिए चरम स्थितियां पैदा करता है।

पृथ्वी का वातावरण न केवल मानव जाति के अस्तित्व के लिए स्थितियां प्रदान करता है, नृवंशमंडल के विकास का मुख्य कारक है। साथ ही, यह उत्पादन के लिए ऊर्जा और कच्चे माल का संसाधन बन जाता है। सामान्य तौर पर, वातावरण एक ऐसा कारक है जो मानव स्वास्थ्य को बनाए रखता है, और कुछ क्षेत्रों, भौतिक और भौगोलिक परिस्थितियों और वायुमंडलीय वायु गुणवत्ता के कारण, सेवा करते हैं मनोरंजन क्षेत्रऔर ऐसे क्षेत्र हैं जो सेनेटोरियम उपचार और लोगों के मनोरंजन के लिए अभिप्रेत हैं। इस प्रकार, वातावरण सौंदर्य और भावनात्मक प्रभाव का कारक है।

वातावरण के नृवंशविज्ञान और तकनीकी कार्यों, हाल ही में निर्धारित (ई डी निकितिन, एन ए यासमानोव, 2001), एक स्वतंत्र और गहन अध्ययन की आवश्यकता है। इस प्रकार, वायुमंडलीय ऊर्जा कार्यों का अध्ययन पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाली प्रक्रियाओं की घटना और संचालन के दृष्टिकोण से और मानव स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रभाव के दृष्टिकोण से बहुत प्रासंगिक है। इस मामले में हम बात कर रहे हेचक्रवातों और प्रतिचक्रवातों की ऊर्जा, वायुमंडलीय भंवरों, वायुमंडलीय दबाव और अन्य चरम वायुमंडलीय घटनाओं के बारे में, प्रभावी उपयोगजो प्रदूषण रहित वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत प्राप्त करने की समस्या के सफल समाधान में योगदान देगा। आखिरकार, वायु पर्यावरण, विशेष रूप से इसका वह हिस्सा जो विश्व महासागर के ऊपर स्थित है, एक विशाल मात्रा में मुक्त ऊर्जा की रिहाई के लिए एक क्षेत्र है।

उदाहरण के लिए, यह स्थापित किया गया है कि औसत शक्ति के उष्णकटिबंधीय चक्रवात केवल एक दिन में हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराए गए 500,000 परमाणु बमों की ऊर्जा के बराबर ऊर्जा छोड़ते हैं। इस तरह के चक्रवात के अस्तित्व के 10 दिनों के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे देश की सभी ऊर्जा जरूरतों को 600 वर्षों तक पूरा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जारी की जाती है।

पर पिछले सालप्राकृतिक विज्ञान के वैज्ञानिकों के बड़ी संख्या में काम प्रकाशित हुए हैं, एक तरह से या किसी अन्य से संबंधित अलग-अलग पार्टियांगतिविधि और पृथ्वी प्रक्रियाओं पर वातावरण का प्रभाव, जो आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान में अंतःविषय बातचीत की सक्रियता को इंगित करता है। इसी समय, इसकी कुछ दिशाओं की एकीकृत भूमिका प्रकट होती है, जिसके बीच भू-पारिस्थितिकी में कार्यात्मक-पारिस्थितिक दिशा को नोट करना आवश्यक है।

यह दिशा विश्लेषण को प्रोत्साहित करती है और सैद्धांतिक सामान्यीकरणपारिस्थितिक कार्यों और विभिन्न भूमंडलों की ग्रहों की भूमिका पर, और यह बदले में है एक महत्वपूर्ण शर्तकार्यप्रणाली विकसित करने के लिए और वैज्ञानिक नींवहमारे ग्रह का समग्र अध्ययन, इसके प्राकृतिक संसाधनों का तर्कसंगत उपयोग और संरक्षण।

पृथ्वी के वायुमंडल में कई परतें होती हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर, थर्मोस्फीयर, आयनोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। क्षोभमंडल के ऊपरी भाग और समताप मंडल के निचले भाग में ओजोन से समृद्ध एक परत होती है, जिसे ओजोन परत कहा जाता है। ओजोन के वितरण में कुछ निश्चित (दैनिक, मौसमी, वार्षिक, आदि) नियमितताएँ स्थापित की गई हैं। अपनी स्थापना के बाद से, वातावरण ने ग्रहों की प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित किया है। वातावरण की प्राथमिक संरचना वर्तमान की तुलना में पूरी तरह से अलग थी, लेकिन समय के साथ आणविक नाइट्रोजन के अनुपात और भूमिका में लगातार वृद्धि हुई, लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले मुक्त ऑक्सीजन दिखाई दी, जिसकी मात्रा में लगातार वृद्धि हुई, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता में कमी आई। . वायुमंडल की उच्च गतिशीलता, इसकी गैस संरचना और एरोसोल की उपस्थिति विभिन्न भूवैज्ञानिक और जैवमंडलीय प्रक्रियाओं में इसकी उत्कृष्ट भूमिका और सक्रिय भागीदारी को निर्धारित करती है। सौर ऊर्जा के पुनर्वितरण और विनाशकारी प्राकृतिक घटनाओं और आपदाओं के विकास में वातावरण की भूमिका महान है। जैविक दुनिया पर नकारात्मक प्रभाव और प्राकृतिक प्रणालीवायुमंडलीय बवंडर - बवंडर (बवंडर), तूफान, आंधी, चक्रवात और अन्य घटनाएं। प्राकृतिक कारकों के साथ-साथ प्रदूषण के मुख्य स्रोत मानव आर्थिक गतिविधि के विभिन्न रूप हैं। वातावरण पर मानवजनित प्रभाव न केवल विभिन्न एरोसोल की उपस्थिति में व्यक्त किए जाते हैं और ग्रीन हाउस गैसें, लेकिन जलवाष्प की मात्रा में वृद्धि से, और धुंध के रूप में दिखाई देते हैं और अम्ल वर्षा. ग्रीनहाउस गैसें बदल रही हैं तापमान व्यवस्थापृथ्वी की सतह, कुछ गैसों का उत्सर्जन ओजोन परत की मात्रा को कम करता है और ओजोन छिद्रों के निर्माण में योगदान देता है। पृथ्वी के वायुमंडल की जातीय भूमिका महान है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं में वातावरण की भूमिका

स्थलमंडल और बाह्य अंतरिक्ष के बीच अपनी मध्यवर्ती अवस्था में सतह का वातावरण और इसकी गैस संरचना जीवों के जीवन के लिए स्थितियां बनाती है। इसी समय, अपक्षय और चट्टानों के विनाश की तीव्रता, हानिकारक सामग्री का स्थानांतरण और संचय वर्षा की मात्रा, प्रकृति और आवृत्ति, हवाओं की आवृत्ति और ताकत और विशेष रूप से हवा के तापमान पर निर्भर करता है। वातावरण जलवायु प्रणाली का केंद्रीय घटक है। हवा का तापमान और आर्द्रता, बादल और वर्षा, हवा - यह सब मौसम की विशेषता है, अर्थात वातावरण की लगातार बदलती स्थिति। साथ ही, ये वही घटक जलवायु की भी विशेषता रखते हैं, यानी औसत दीर्घकालिक मौसम व्यवस्था।

गैसों की संरचना, बादलों की उपस्थिति और विभिन्न अशुद्धियाँ, जिन्हें एरोसोल कण (राख, धूल, जल वाष्प के कण) कहा जाता है, मार्ग की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। सौर विकिरणवातावरण के माध्यम से और देखभाल को रोकें ऊष्मीय विकिरणपृथ्वी से बाह्य अंतरिक्ष तक।

पृथ्वी का वातावरण बहुत गतिशील है। इसमें उत्पन्न होने वाली प्रक्रियाएं और इसकी गैस संरचना में परिवर्तन, मोटाई, बादलपन, पारदर्शिता और इसमें विभिन्न एयरोसोल कणों की उपस्थिति मौसम और जलवायु दोनों को प्रभावित करती है।

प्राकृतिक प्रक्रियाओं की क्रिया और दिशा, साथ ही पृथ्वी पर जीवन और गतिविधि, सौर विकिरण द्वारा निर्धारित की जाती हैं। यह पृथ्वी की सतह पर आने वाली 99.98% ऊष्मा देता है। सालाना यह 134*1019 किलो कैलोरी बनाता है। इतनी मात्रा में ऊष्मा 200 अरब टन कोयले को जलाकर प्राप्त की जा सकती है। हाइड्रोजन के पर्याप्त भंडार हैं, जो सूर्य के द्रव्यमान में थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के इस प्रवाह को बनाता है, के अनुसार कम से कम, एक और 10 अरब वर्षों के लिए, अर्थात्, हमारे ग्रह से दुगनी अवधि के लिए और स्वयं अस्तित्व में है।

वायुमंडल की ऊपरी सीमा में प्रवेश करने वाली सौर ऊर्जा की कुल मात्रा का लगभग 1/3 वापस विश्व अंतरिक्ष में परिलक्षित होता है, 13% ओजोन परत (लगभग सभी पराबैंगनी विकिरण सहित) द्वारा अवशोषित किया जाता है। 7% - शेष वायुमंडल और केवल 44% पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है। एक दिन में पृथ्वी पर पहुंचने वाला कुल सौर विकिरण उस ऊर्जा के बराबर है जो मानवता को पिछली सहस्राब्दी में सभी प्रकार के ईंधन को जलाने के परिणामस्वरूप प्राप्त हुई है।

पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण के वितरण की मात्रा और प्रकृति वायुमंडल के बादल और पारदर्शिता पर काफी हद तक निर्भर है। राशि से बिखरा हुआ विकिरणक्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई, वातावरण की पारदर्शिता, जल वाष्प की सामग्री, धूल, कुलकार्बन डाइऑक्साइड, आदि।

प्रकीर्णित विकिरण की अधिकतम मात्रा ध्रुवीय क्षेत्रों में पड़ती है। सूर्य जितना नीचे क्षितिज से ऊपर है, उतनी ही कम ऊष्मा किसी दिए गए क्षेत्र में प्रवेश करती है।

वायुमंडलीय पारदर्शिता और बादलपन का बहुत महत्व है। एक बादल गर्मी के दिन, यह आमतौर पर एक स्पष्ट दिन की तुलना में ठंडा होता है, क्योंकि दिन के बादल पृथ्वी की सतह को गर्म होने से रोकते हैं।

वायुमंडल की धूल सामग्री ऊष्मा के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसमें धूल और राख के बारीक बिखरे हुए ठोस कण, जो इसकी पारदर्शिता को प्रभावित करते हैं, सौर विकिरण के वितरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं, जिनमें से अधिकांश परिलक्षित होता है। सूक्ष्म कण दो तरह से वायुमंडल में प्रवेश करते हैं: या तो इस दौरान उत्सर्जित राख होती है ज्वालामुखी विस्फोट, या रेगिस्तानी धूल शुष्क उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों से हवाओं द्वारा ले जाया जाता है। विशेष रूप से सूखे के दौरान इस तरह की बहुत सारी धूल बनती है, जब इसे गर्म हवा की धाराओं द्वारा वायुमंडल की ऊपरी परतों में ले जाया जाता है और यह लंबे समय तक वहां रह सकती है। 1883 में क्राकाटोआ ज्वालामुखी के फटने के बाद, वायुमंडल में दसियों किलोमीटर फेंकी गई धूल लगभग 3 वर्षों तक समताप मंडल में रही। 1985 में एल चिचोन ज्वालामुखी (मेक्सिको) के विस्फोट के परिणामस्वरूप, धूल यूरोप तक पहुंच गई, और इसलिए सतह के तापमान में थोड़ी कमी आई।

पृथ्वी के वायुमंडल में जल वाष्प की एक चर मात्रा होती है। निरपेक्ष रूप से वजन या आयतन के हिसाब से इसकी मात्रा 2 से 5% के बीच होती है।

जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड की तरह, ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाता है। वातावरण में उत्पन्न होने वाले बादलों और कोहरे में अजीबोगरीब भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं।

वायुमंडल में जल वाष्प का प्राथमिक स्रोत महासागरों की सतह है। इसमें से सालाना 95 से 110 सेंटीमीटर मोटी पानी की एक परत वाष्पित हो जाती है। नमी का एक हिस्सा संघनन के बाद समुद्र में लौट आता है, और दूसरा वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों की ओर निर्देशित होता है। एक चर-आर्द्र जलवायु वाले क्षेत्रों में, वर्षा मिट्टी को नम करती है, और आर्द्र क्षेत्रों में यह भूजल भंडार बनाती है। इस प्रकार, वातावरण आर्द्रता का संचायक और वर्षा का भंडार है। और वातावरण में बनने वाले कोहरे मिट्टी के आवरण को नमी प्रदान करते हैं और इस प्रकार पशु और पौधों की दुनिया के विकास में निर्णायक भूमिका निभाते हैं।

वायुमंडल की गतिशीलता के कारण वायुमंडलीय नमी पृथ्वी की सतह पर वितरित की जाती है। इसमें हवाओं और दबाव वितरण की एक बहुत ही जटिल प्रणाली है। इस तथ्य के कारण कि वातावरण है निरंतर आंदोलनहवा के प्रवाह और दबाव के वितरण की प्रकृति और सीमा हर समय बदल रही है। परिसंचरण के पैमाने सूक्ष्म मौसम विज्ञान से भिन्न होते हैं, केवल कुछ सौ मीटर के आकार के साथ, वैश्विक स्तर पर, कई दसियों हज़ार किलोमीटर के आकार के साथ। विशाल वायुमंडलीय भंवर बड़े पैमाने पर वायु धाराओं की प्रणालियों के निर्माण में शामिल होते हैं और वातावरण के सामान्य परिसंचरण को निर्धारित करते हैं। इसके अलावा, वे विनाशकारी वायुमंडलीय घटनाओं के स्रोत हैं।

मौसम और जलवायु परिस्थितियों का वितरण और जीवित पदार्थों की कार्यप्रणाली वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करती है। इस घटना में कि वायुमंडलीय दबाव छोटी सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करता है, यह लोगों की भलाई और जानवरों के व्यवहार में निर्णायक भूमिका नहीं निभाता है और पौधों के शारीरिक कार्यों को प्रभावित नहीं करता है। एक नियम के रूप में, ललाट घटनाएं और मौसम परिवर्तन दबाव परिवर्तन से जुड़े होते हैं।

हवा के निर्माण के लिए वायुमंडलीय दबाव का मौलिक महत्व है, जो राहत देने वाला कारक होने के कारण जानवरों और जानवरों पर सबसे अधिक प्रभाव डालता है। सब्जी की दुनिया.

हवा पौधों के विकास को दबाने में सक्षम है और साथ ही साथ बीज के हस्तांतरण को बढ़ावा देती है। मौसम और जलवायु परिस्थितियों के निर्माण में हवा की भूमिका महान है। वह समुद्री धाराओं के नियामक के रूप में भी कार्य करता है। बहिर्जात कारकों में से एक के रूप में हवा लंबी दूरी पर अपक्षयित सामग्री के क्षरण और अपस्फीति में योगदान करती है।

वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक भूमिका

एरोसोल कणों और उसमें ठोस धूल की उपस्थिति के कारण वातावरण की पारदर्शिता में कमी सौर विकिरण के वितरण को प्रभावित करती है, जिससे अल्बेडो या परावर्तन बढ़ता है। विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक ही परिणाम की ओर ले जाती हैं, जिससे ओजोन का अपघटन होता है और जल वाष्प से युक्त "मोती" बादलों का निर्माण होता है। परावर्तन में वैश्विक परिवर्तन, साथ ही वातावरण की गैस संरचना में परिवर्तन, मुख्य रूप से ग्रीनहाउस गैसें, जलवायु परिवर्तन का कारण हैं।

असमान तापन, जिससे पृथ्वी की सतह के विभिन्न भागों पर वायुमंडलीय दबाव में अंतर होता है, वायुमंडलीय परिसंचरण की ओर जाता है, जो है बानगीक्षोभ मंडल। जब दबाव में अंतर होता है, तो हवा उच्च दबाव वाले क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर भागती है। वायु द्रव्यमान की ये गतियाँ, आर्द्रता और तापमान के साथ, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की मुख्य पारिस्थितिक और भूवैज्ञानिक विशेषताओं को निर्धारित करती हैं।

गति के आधार पर, हवा पृथ्वी की सतह पर भिन्न उत्पन्न करती है भूवैज्ञानिक कार्य. 10 मीटर/सेकेंड की गति से, यह पेड़ों की मोटी शाखाओं को हिलाता है, उठाता है और धूल और महीन रेत ले जाता है; पेड़ की शाखाओं को 20 मीटर/सेकेंड की गति से तोड़ता है, रेत और बजरी ढोता है; 30 मीटर/सेकेंड (तूफान) की गति से घरों की छतों को तोड़ता है, पेड़ों को उखाड़ता है, खंभों को तोड़ता है, कंकड़ हिलाता है और छोटी बजरी उठाता है, और 40 मीटर/सेकेंड की गति से एक तूफान घरों को नष्ट कर देता है, टूट जाता है और बिजली लाइन को ध्वस्त कर देता है डंडे, बड़े पेड़ों को उखाड़ फेंकते हैं।

तूफानी तूफान और बवंडर (बवंडर) का विनाशकारी परिणामों के साथ एक बड़ा नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है - वायुमंडलीय भंवर जो गर्म मौसम में शक्तिशाली वायुमंडलीय मोर्चों पर 100 मीटर / सेकंड तक की गति से होते हैं। तूफान क्षैतिज हवा की गति (60-80 मीटर / सेकंड तक) के साथ क्षैतिज बवंडर हैं। उनके साथ अक्सर कुछ मिनटों से लेकर आधे घंटे तक की भारी बारिश और गरज के साथ बौछारें पड़ती हैं। तूफान 50 किमी तक के क्षेत्रों को कवर करते हैं और 200-250 किमी की दूरी तय करते हैं। 1998 में मास्को और मॉस्को क्षेत्र में एक भारी तूफान ने कई घरों की छतों को क्षतिग्रस्त कर दिया और पेड़ों को गिरा दिया।

बवंडर, जिसे उत्तरी अमेरिका में बवंडर कहा जाता है, शक्तिशाली फ़नल के आकार का वायुमंडलीय एडी होते हैं जो अक्सर गरज के साथ जुड़े होते हैं। ये कई दसियों से सैकड़ों मीटर के व्यास के साथ बीच में संकुचित हवा के स्तंभ हैं। बवंडर में एक फ़नल की उपस्थिति होती है, जो हाथी की सूंड के समान होती है, जो बादलों से उतरती है या पृथ्वी की सतह से उठती है। एक मजबूत रेयरफैक्शन और उच्च रोटेशन गति रखने के कारण, बवंडर कई सौ किलोमीटर तक यात्रा करता है, धूल में, जलाशयों से पानी और विभिन्न वस्तुओं को खींचता है। शक्तिशाली बवंडर के साथ गरज, बारिश होती है और बड़ी विनाशकारी शक्ति होती है।

बवंडर शायद ही कभी उपध्रुवीय या भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में होता है, जहां यह लगातार ठंडा या गर्म होता है। में कुछ बवंडर खुला सागर. बवंडर यूरोप, जापान, ऑस्ट्रेलिया, संयुक्त राज्य अमेरिका में होते हैं, और रूस में वे विशेष रूप से सेंट्रल ब्लैक अर्थ क्षेत्र में, मॉस्को, यारोस्लाव, निज़नी नोवगोरोड और इवानोवो क्षेत्रों में अक्सर होते हैं।

बवंडर कारों, घरों, वैगनों, पुलों को उठाते और हिलाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में विशेष रूप से विनाशकारी बवंडर (बवंडर) देखे जाते हैं। औसतन लगभग 100 पीड़ितों के साथ 450 से 1500 बवंडर सालाना दर्ज किए जाते हैं। बवंडर तेजी से काम करने वाली विनाशकारी वायुमंडलीय प्रक्रियाएं हैं। वे केवल 20-30 मिनट में बनते हैं, और उनके अस्तित्व का समय 30 मिनट है। इसलिए, बवंडर के घटित होने के समय और स्थान की भविष्यवाणी करना लगभग असंभव है।

अन्य विनाशकारी, लेकिन दीर्घकालिक वायुमंडलीय भंवर चक्रवात हैं। वे एक दबाव ड्रॉप के कारण बनते हैं, जो कुछ शर्तों के तहत घटना में योगदान देता है राउंडअबाउटहवा की धाराएँ। वायुमंडलीय भंवर आर्द्र गर्म हवा की शक्तिशाली आरोही धाराओं के आसपास उत्पन्न होते हैं और दक्षिणी गोलार्ध में उच्च गति से दक्षिणावर्त और उत्तरी गोलार्ध में वामावर्त घूमते हैं। चक्रवात, बवंडर के विपरीत, महासागरों से उत्पन्न होते हैं और महाद्वीपों पर अपनी विनाशकारी क्रियाओं को उत्पन्न करते हैं। मुख्य विनाशकारी कारक तेज हवाएं, बर्फबारी, बारिश, ओलावृष्टि और तेज बाढ़ के रूप में तीव्र वर्षा हैं। 19 - 30 m / s की गति वाली हवाएँ एक तूफान बनाती हैं, 30 - 35 m / s - एक तूफान, और 35 m / s से अधिक - एक तूफान।

उष्णकटिबंधीय चक्रवात - तूफान और टाइफून - की औसत चौड़ाई कई सौ किलोमीटर होती है। चक्रवात के अंदर हवा की गति तूफान बल तक पहुंच जाती है। उष्णकटिबंधीय चक्रवात कई दिनों से लेकर कई हफ्तों तक चलते हैं, जो 50 से 200 किमी/घंटा की गति से चलते हैं। मध्य अक्षांशीय चक्रवातों का व्यास बड़ा होता है। उनके अनुप्रस्थ आयाम एक हजार से लेकर कई हजार किलोमीटर तक होते हैं, हवा की गति तूफानी होती है। वे पश्चिम से उत्तरी गोलार्ध में चलते हैं और उनके साथ ओले और बर्फबारी होती है, जो विनाशकारी हैं। पीड़ितों की संख्या और नुकसान के मामले में बाढ़ के बाद चक्रवात और उनसे जुड़े तूफान और टाइफून सबसे बड़ी प्राकृतिक आपदाएं हैं। एशिया के घनी आबादी वाले इलाकों में तूफान के दौरान पीड़ितों की संख्या हजारों में मापी जाती है। 1991 में बांग्लादेश में 6 मीटर ऊंची समुद्री लहरें पैदा करने वाले तूफान के दौरान 125 हजार लोगों की मौत हुई थी। टाइफून संयुक्त राज्य अमेरिका को बहुत नुकसान पहुंचाते हैं। नतीजतन, दर्जनों और सैकड़ों लोग मारे जाते हैं। पश्चिमी यूरोप में, तूफान से कम नुकसान होता है।

वज्रपात को एक भयावह वायुमंडलीय घटना माना जाता है। वे तब होते हैं जब गर्म, नम हवा बहुत तेजी से ऊपर उठती है। उष्णकटिबंधीय और की सीमा पर उपोष्णकटिबंधीय बेल्टतूफान साल में 90-100 दिन आते हैं शीतोष्ण क्षेत्र 10-30 दिनों के लिए। हमारे देश में उत्तरी काकेशस में सबसे अधिक गरज के साथ वर्षा होती है।

तूफान आमतौर पर एक घंटे से भी कम समय तक रहता है। तेज बारिश, ओलावृष्टि, बिजली के झटके, हवा के झोंके और ऊर्ध्वाधर हवा की धाराएं एक विशेष खतरा पैदा करती हैं। ओलों का खतरा ओलों के आकार से निर्धारित होता है। उत्तरी काकेशस में, ओलों का द्रव्यमान एक बार 0.5 किलोग्राम तक पहुंच गया था, और भारत में, 7 किलोग्राम वजन वाले ओलों का उल्लेख किया गया था। हमारे देश में सबसे खतरनाक क्षेत्र उत्तरी काकेशस में स्थित हैं। जुलाई 1992 में, मिनरलनी वोडी हवाई अड्डे पर ओलों ने 18 विमानों को क्षतिग्रस्त कर दिया।

बिजली एक खतरनाक मौसम घटना है। वे लोगों, पशुओं को मारते हैं, आग लगाते हैं, बिजली ग्रिड को नुकसान पहुंचाते हैं। दुनिया भर में हर साल गरज और उसके परिणामों से लगभग 10,000 लोग मारे जाते हैं। इसके अलावा, अफ्रीका के कुछ हिस्सों में, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिजली गिरने से पीड़ितों की संख्या अन्य प्राकृतिक घटनाओं की तुलना में अधिक है। संयुक्त राज्य अमेरिका में गरज के साथ वार्षिक आर्थिक क्षति कम से कम $ 700 मिलियन है।

सूखे रेगिस्तान, स्टेपी और वन-स्टेप क्षेत्रों के लिए विशिष्ट हैं। वर्षा की कमी के कारण मिट्टी सूख जाती है, स्तर कम हो जाता है भूजलऔर जलाशयों में जब तक वे पूरी तरह से सूख न जाएं। नमी की कमी से वनस्पतियों और फसलों की मृत्यु हो जाती है। अफ्रीका, निकट और मध्य पूर्व, मध्य एशिया और दक्षिणी उत्तरी अमेरिका में सूखे विशेष रूप से गंभीर हैं।

सूखा मानव जीवन की परिस्थितियों को बदल देता है, मिट्टी का लवणीकरण, शुष्क हवाएँ, धूल भरी आंधी, मिट्टी का कटाव और जंगल की आग जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राकृतिक पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। टैगा क्षेत्रों, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय जंगलों और सवाना में सूखे के दौरान आग विशेष रूप से मजबूत होती है।

सूखा अल्पकालिक प्रक्रियाएं हैं जो एक मौसम तक चलती हैं। जब सूखा दो से अधिक मौसमों तक रहता है, तो भुखमरी और सामूहिक मृत्यु दर का खतरा होता है। आमतौर पर, सूखे का प्रभाव एक या अधिक देशों के क्षेत्र तक फैला होता है। अफ्रीका के साहेल क्षेत्र में विशेष रूप से अक्सर दुखद परिणामों के साथ लंबे समय तक सूखा पड़ता है।

बर्फबारी, रुक-रुक कर होने वाली भारी बारिश और लंबे समय तक बारिश जैसी वायुमंडलीय घटनाएं बहुत नुकसान करती हैं। हिमपात पहाड़ों में बड़े पैमाने पर हिमस्खलन का कारण बनता है, और गिरी हुई बर्फ के तेजी से पिघलने और लंबे समय तक भारी बारिश से बाढ़ आती है। पृथ्वी की सतह पर गिरने वाले पानी का एक विशाल द्रव्यमान, विशेष रूप से वृक्ष रहित क्षेत्रों में, मिट्टी के आवरण के गंभीर क्षरण का कारण बनता है। खड्ड-बीम प्रणालियों का गहन विकास हो रहा है। भारी वर्षा की अवधि के दौरान बड़ी बाढ़ के परिणामस्वरूप बाढ़ आती है या अचानक गर्म होने या वसंत हिमपात के बाद बाढ़ आती है और इसलिए, मूल रूप से वायुमंडलीय घटनाएं हैं (वे जलमंडल की पारिस्थितिक भूमिका पर अध्याय में चर्चा की गई हैं)।

वातावरण में मानवजनित परिवर्तन

वर्तमान में कई हैं विभिन्न स्रोतोंमानवजनित प्रकृति, जिससे वायु प्रदूषण होता है और पारिस्थितिक संतुलन का गंभीर उल्लंघन होता है। पैमाने के संदर्भ में, दो स्रोतों का वातावरण पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है: परिवहन और उद्योग। औसतन, परिवहन कुल का लगभग 60% है वायुमंडलीय प्रदूषण, उद्योग - 15, तापीय ऊर्जा - 15, घरेलू और औद्योगिक कचरे के विनाश के लिए प्रौद्योगिकियाँ - 10%।

परिवहन, उपयोग किए गए ईंधन और ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रकार के आधार पर, वातावरण में नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर, ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, सीसा और इसके यौगिकों, कालिख, बेंजोपायरीन (पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के समूह से एक पदार्थ, जो है) का उत्सर्जन करता है। एक मजबूत कार्सिनोजेन जो त्वचा कैंसर का कारण बनता है)।

उद्योग सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फ्यूरिक एसिड, फिनोल, क्लोरीन, फ्लोरीन और अन्य यौगिक और रसायन। लेकिन उत्सर्जन (85% तक) के बीच प्रमुख स्थान पर धूल का कब्जा है।

प्रदूषण के परिणामस्वरूप वातावरण की पारदर्शिता बदल जाती है, इसमें एरोसोल, स्मॉग और एसिड रेन दिखाई देते हैं।

एरोसोल एक गैसीय माध्यम में निलंबित ठोस कणों या तरल बूंदों से युक्त छितरी हुई प्रणालियाँ हैं। छितरी हुई अवस्था का कण आकार आमतौर पर 10 -3 -10 -7 सेमी होता है छितरी हुई अवस्था की संरचना के आधार पर, एरोसोल को दो समूहों में विभाजित किया जाता है। एक में गैसीय माध्यम में बिखरे हुए ठोस कणों से युक्त एरोसोल शामिल हैं, दूसरे - एरोसोल, जो गैसीय और तरल चरणों का मिश्रण हैं। पहले को धूम्रपान कहा जाता है, और दूसरा - कोहरा। संघनन केंद्र उनके गठन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ज्वालामुखीय राख, ब्रह्मांडीय धूल, औद्योगिक उत्सर्जन के उत्पाद, विभिन्न बैक्टीरिया आदि संघनन नाभिक के रूप में कार्य करते हैं। सांद्रता नाभिक के संभावित स्रोतों की संख्या लगातार बढ़ रही है। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब 4000 मीटर 2 के क्षेत्र में सूखी घास आग से नष्ट हो जाती है, तो औसतन 11 * 10 22 एरोसोल नाभिक बनते हैं।

हमारे ग्रह की उत्पत्ति के बाद से एरोसोल का गठन किया गया है और प्रभावित किया है स्वाभाविक परिस्थितियां. हालांकि, प्रकृति में पदार्थों के सामान्य संचलन के साथ संतुलित उनकी संख्या और कार्यों ने गहरे पारिस्थितिक परिवर्तन नहीं किए। उनके गठन के मानवजनित कारकों ने इस संतुलन को महत्वपूर्ण बायोस्फेरिक अधिभार की ओर स्थानांतरित कर दिया। इस विशेषता को विशेष रूप से स्पष्ट किया गया है क्योंकि मानव जाति ने विशेष रूप से निर्मित एरोसोल का उपयोग जहरीले पदार्थों के रूप में और पौधों की सुरक्षा के लिए करना शुरू कर दिया है।

वनस्पति आवरण के लिए सबसे खतरनाक सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और नाइट्रोजन के एरोसोल हैं। गीली पत्ती की सतह के संपर्क में आने पर, वे एसिड बनाते हैं जो जीवित चीजों पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। साँस की हवा के साथ एसिड मिस्ट अंदर प्रवेश करते हैं श्वसन अंगजानवरों और मनुष्यों, श्लेष्म झिल्ली को आक्रामक रूप से प्रभावित करते हैं। उनमें से कुछ जीवित ऊतक को विघटित करते हैं, और रेडियोधर्मी एरोसोल कैंसर का कारण बनते हैं। के बीच में रेडियोधर्मी समस्थानिक SG 90 न केवल अपनी कैंसरजन्यता के कारण, बल्कि कैल्शियम के एक एनालॉग के रूप में भी विशेष खतरे का है, जो इसे जीवों की हड्डियों में बदल देता है, जिससे उनका अपघटन होता है।

परमाणु विस्फोटों के दौरान, वायुमंडल में रेडियोधर्मी एरोसोल बादल बनते हैं। 1 - 10 माइक्रोन की त्रिज्या वाले छोटे कण न केवल क्षोभमंडल की ऊपरी परतों में गिरते हैं, बल्कि समताप मंडल में भी गिरते हैं, जिसमें वे हो सकते हैं लंबे समय तक. परमाणु ईंधन का उत्पादन करने वाले औद्योगिक संयंत्रों के रिएक्टरों के संचालन के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं के परिणामस्वरूप एरोसोल बादल भी बनते हैं।

स्मॉग तरल और ठोस बिखरे हुए चरणों के साथ एरोसोल का मिश्रण है जो औद्योगिक क्षेत्रों और बड़े शहरों पर एक धूमिल पर्दा बनाता है।

स्मॉग तीन प्रकार के होते हैं: बर्फ, गीला और सूखा। आइस स्मॉग को अलास्का कहा जाता है। यह धूल के कणों और बर्फ के क्रिस्टल के साथ गैसीय प्रदूषकों का एक संयोजन है जो तब होता है जब कोहरे की बूंदें और हीटिंग सिस्टम से भाप जम जाती है।

वेट स्मॉग, या लंदन-टाइप स्मॉग, को कभी-कभी विंटर स्मॉग कहा जाता है। यह गैसीय प्रदूषकों (मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड), धूल के कणों और कोहरे की बूंदों का मिश्रण है। शीतकालीन स्मॉग की उपस्थिति के लिए मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा शांत मौसम है, जिसमें गर्म हवा की एक परत ठंडी हवा की सतह परत (700 मीटर से नीचे) के ऊपर स्थित होती है। इसी समय, न केवल क्षैतिज, बल्कि ऊर्ध्वाधर विनिमय भी अनुपस्थित है। प्रदूषक, जो आमतौर पर उच्च परतों में बिखरे होते हैं, इस मामले में सतह परत में जमा हो जाते हैं।

शुष्क स्मॉग गर्मियों के दौरान होता है और इसे अक्सर एलए-टाइप स्मॉग के रूप में जाना जाता है। यह ओजोन, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और एसिड वाष्प का मिश्रण है। ऐसा स्मॉग सौर विकिरण, विशेष रूप से इसके पराबैंगनी भाग द्वारा प्रदूषकों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनता है। मौसम संबंधी पूर्वापेक्षा वायुमंडलीय उलटा है, जो गर्म हवा के ऊपर ठंडी हवा की एक परत की उपस्थिति में व्यक्त की जाती है। आमतौर पर उठा हुआ गर्म धाराएंहवा, गैस और ठोस कण तब ऊपरी ठंडी परतों में फैल जाते हैं, लेकिन इस मामले में उलटा परत में जमा हो जाते हैं। फोटोलिसिस की प्रक्रिया में, कार के इंजनों में ईंधन के दहन के दौरान बनने वाले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड विघटित हो जाते हैं:

नहीं 2 → नहीं + ओ

तब ओजोन संश्लेषण होता है:

ओ + ओ 2 + एम → ओ 3 + एम

नहीं + ओ → नहीं 2

फोटोडिसोसिएशन प्रक्रियाएं पीले-हरे रंग की चमक के साथ होती हैं।

इसके अलावा, प्रतिक्रियाएं प्रकार के अनुसार होती हैं: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, यानी मजबूत सल्फ्यूरिक एसिड बनता है।

मौसम संबंधी स्थितियों में बदलाव (हवा का दिखना या आर्द्रता में बदलाव) के साथ, ठंडी हवा समाप्त हो जाती है और स्मॉग गायब हो जाता है।

स्मॉग में कार्सिनोजेन्स की उपस्थिति से श्वसन विफलता, श्लेष्मा झिल्ली में जलन, संचार संबंधी विकार, दमा का दम घुटने और अक्सर मृत्यु हो जाती है। स्मॉग खासकर छोटे बच्चों के लिए खतरनाक है।

अम्लीय वर्षा वायुमंडलीय वर्षा है जो सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और पर्क्लोरिक एसिड के वाष्प और उनमें घुले क्लोरीन के औद्योगिक उत्सर्जन द्वारा अम्लीकृत होती है। कोयले और गैस को जलाने की प्रक्रिया में, इसमें अधिकांश सल्फर, ऑक्साइड के रूप में और लोहे के साथ यौगिकों में, विशेष रूप से पाइराइट, पाइरोटाइट, चाल्कोपीराइट, आदि में, सल्फर ऑक्साइड में बदल जाता है, जो कार्बन के साथ मिलकर बनता है। डाइऑक्साइड, वायुमंडल में छोड़ा जाता है। जब वायुमंडलीय नाइट्रोजन और औद्योगिक उत्सर्जन को ऑक्सीजन के साथ जोड़ा जाता है, तो विभिन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं, और बनने वाले नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा दहन तापमान पर निर्भर करती है। अधिकांश नाइट्रोजन ऑक्साइड मोटर वाहनों और डीजल इंजनों के संचालन के दौरान होता है, और एक छोटा हिस्सा ऊर्जा क्षेत्र और औद्योगिक उद्यमों में होता है। सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड मुख्य एसिड फॉर्मर्स हैं। वायुमंडलीय ऑक्सीजन और उसमें जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करने पर सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड बनते हैं।

यह ज्ञात है कि माध्यम का क्षारीय-अम्ल संतुलन पीएच मान से निर्धारित होता है। तटस्थ वातावरणइसका पीएच मान 7, अम्लीय - 0, और क्षारीय - 14 है। B आधुनिक युगवर्षा जल का पीएच मान 5.6 है, हालांकि हाल के दिनों में यह तटस्थ था। पीएच मान में एक की कमी अम्लता में दस गुना वृद्धि से मेल खाती है और इसलिए, वर्तमान में, बढ़ी हुई अम्लता के साथ बारिश लगभग हर जगह गिरती है। पश्चिमी यूरोप में दर्ज की गई बारिश की अधिकतम अम्लता 4-3.5 पीएच थी। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 4-4.5 के बराबर पीएच मान अधिकांश मछलियों के लिए घातक है।

अम्लीय वर्षा का पृथ्वी के वनस्पति आवरण, औद्योगिक और आवासीय भवनों पर एक आक्रामक प्रभाव पड़ता है और उजागर चट्टानों के अपक्षय के एक महत्वपूर्ण त्वरण में योगदान देता है। अम्लता में वृद्धि मिट्टी के तटस्थकरण के स्व-नियमन को रोकती है जिसमें पोषक तत्व घुल जाते हैं। बदले में, इससे पैदावार में तेज कमी आती है और वनस्पति आवरण का क्षरण होता है। मिट्टी की अम्लता उन लोगों की रिहाई में योगदान करती है बाध्य अवस्थाभारी, जो धीरे-धीरे पौधों द्वारा अवशोषित कर लिए जाते हैं, जिससे उन्हें गंभीर ऊतक क्षति होती है और मानव खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करती है।

समुद्र के पानी की क्षारीय-अम्ल क्षमता में परिवर्तन, विशेष रूप से उथले पानी में, कई अकशेरुकी जीवों के प्रजनन की समाप्ति की ओर जाता है, मछलियों की मृत्यु का कारण बनता है और महासागरों में पारिस्थितिक संतुलन को बाधित करता है।

एसिड रेन की वजह से हैं मौत का खतरा वुडलैंड्सपश्चिमी यूरोप, बाल्टिक राज्य, करेलिया, उरल्स, साइबेरिया और कनाडा।

समुद्र तल पर 1013.25 hPa (लगभग 760 mmHg)। पृथ्वी की सतह पर औसत वैश्विक वायु तापमान 15 डिग्री सेल्सियस है, जबकि तापमान उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में लगभग 57 डिग्री सेल्सियस से अंटार्कटिका में -89 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। हवा का घनत्व और दबाव घातांक के करीब एक कानून के अनुसार ऊंचाई के साथ घटता है।

वायुमंडल की संरचना. ऊर्ध्वाधर रूप से, वायुमंडल में एक स्तरित संरचना होती है, जो मुख्य रूप से ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (आंकड़ा) की विशेषताओं से निर्धारित होती है, जो भौगोलिक स्थिति, मौसम, दिन के समय आदि पर निर्भर करती है। वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - को ऊंचाई के साथ तापमान में गिरावट (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस प्रति 1 किमी) की विशेषता है, इसकी ऊंचाई ध्रुवीय अक्षांशों में 8-10 किमी से उष्णकटिबंधीय में 16-18 किमी तक है। ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में तेजी से कमी के कारण वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% क्षोभमंडल में है। क्षोभमंडल के ऊपर समताप मंडल है - एक परत जो सामान्य रूप से ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि की विशेषता है। क्षोभमंडल और समताप मंडल के बीच की संक्रमण परत को ट्रोपोपॉज़ कहा जाता है। निचले समताप मंडल में, लगभग 20 किमी के स्तर तक, तापमान ऊंचाई (तथाकथित इज़ोटेर्मल क्षेत्र) के साथ थोड़ा बदलता है और अक्सर थोड़ा कम भी होता है। उच्च, तापमान ओजोन द्वारा सौर यूवी विकिरण के अवशोषण के कारण बढ़ता है, पहले धीरे-धीरे, और तेजी से 34-36 किमी के स्तर से। समताप मंडल की ऊपरी सीमा - समताप मंडल - अधिकतम तापमान (260-270 K) के अनुरूप 50-55 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। 55-85 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत, जहां तापमान फिर से ऊंचाई के साथ गिरता है, मेसोस्फीयर कहलाता है, इसकी ऊपरी सीमा पर - मेसोपॉज़ - तापमान गर्मियों में 150-160 K तक पहुंच जाता है, और 200- सर्दियों में 230 K। थर्मोस्फीयर मेसोपॉज के ऊपर शुरू होता है - एक परत, जो तापमान में तेजी से वृद्धि की विशेषता है, 250 किमी की ऊंचाई पर 800-1200 K के मूल्यों तक पहुंचती है। सूर्य का कणिका और एक्स-रे विकिरण है थर्मोस्फीयर में अवशोषित, उल्का धीमा और जला दिया जाता है, इसलिए यह पृथ्वी की सुरक्षात्मक परत का कार्य करता है। एक्सोस्फीयर और भी ऊंचा है, जहां से वायुमंडलीय गैसें अपव्यय के कारण विश्व अंतरिक्ष में फैल जाती हैं और जहां वायुमंडल से अंतःग्रहीय अंतरिक्ष में क्रमिक संक्रमण होता है।

वायुमंडल की संरचना. लगभग 100 किमी की ऊँचाई तक, वातावरण रासायनिक संरचना में व्यावहारिक रूप से सजातीय है और इसमें हवा का औसत आणविक भार (लगभग 29) स्थिर है। पृथ्वी की सतह के पास, वायुमंडल में नाइट्रोजन (लगभग 78.1% मात्रा के हिसाब से) और ऑक्सीजन (लगभग 20.9%) होते हैं, और इसमें थोड़ी मात्रा में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), नियॉन और अन्य स्थिर और परिवर्तनशील घटक भी होते हैं। वायु)।

इसके अलावा, वातावरण में ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, अमोनिया, रेडॉन आदि की थोड़ी मात्रा होती है। हवा के मुख्य घटकों की सापेक्ष सामग्री समय के साथ स्थिर होती है और विभिन्न में समान होती है। भौगोलिक क्षेत्र. जल वाष्प और ओजोन की सामग्री अंतरिक्ष और समय में परिवर्तनशील है; कम सामग्री के बावजूद, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

100-110 किमी से ऊपर, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के अणुओं का पृथक्करण होता है, इसलिए हवा का आणविक भार कम हो जाता है। लगभग 1000 किमी की ऊँचाई पर, हल्की गैसें - हीलियम और हाइड्रोजन - प्रबल होने लगती हैं, और इससे भी अधिक, पृथ्वी का वायुमंडल धीरे-धीरे अंतरग्रहीय गैस में बदल जाता है।

वायुमंडल का सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक जल वाष्प है, जो पानी की सतह और नम मिट्टी से वाष्पीकरण के साथ-साथ पौधों द्वारा वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से वातावरण में प्रवेश करता है। जल वाष्प की सापेक्ष सामग्री पृथ्वी की सतह के पास उष्णकटिबंधीय में 2.6% से ध्रुवीय अक्षांशों में 0.2% तक भिन्न होती है। ऊंचाई के साथ, यह जल्दी से गिर जाता है, पहले से ही 1.5-2 किमी की ऊंचाई पर आधा हो जाता है। समशीतोष्ण अक्षांशों पर वायुमंडल के ऊर्ध्वाधर स्तंभ में "अवक्षेपित जल परत" का लगभग 1.7 सेमी होता है। जब जलवाष्प संघनित होता है, तो बादल बनते हैं, जिससे वर्षा, ओले और हिमपात के रूप में वायुमंडलीय वर्षा होती है।

वायुमंडलीय हवा का एक महत्वपूर्ण घटक ओजोन है, समताप मंडल में केंद्रित 90% (10 से 50 किमी के बीच), इसका लगभग 10% क्षोभमंडल में है। ओजोन कठोर यूवी विकिरण (290 एनएम से कम की तरंग दैर्ध्य के साथ) का अवशोषण प्रदान करता है, और यह जीवमंडल के लिए इसकी सुरक्षात्मक भूमिका है। कुल ओजोन सामग्री का मान अक्षांश और मौसम के आधार पर 0.22 से 0.45 सेमी (दबाव पी = 1 एटीएम और तापमान टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर ओजोन परत की मोटाई) के बीच भिन्न होता है। 1980 के दशक की शुरुआत से अंटार्कटिका में वसंत ऋतु में देखे गए ओजोन छिद्रों में, ओजोन सामग्री 0.07 सेमी तक गिर सकती है, जो उच्च अक्षांशों पर बढ़ती है। वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक कार्बन डाइऑक्साइड है, जिसकी सामग्री में पिछले 200 वर्षों में 35% की वृद्धि हुई है, जिसे मुख्य रूप से मानवजनित कारक द्वारा समझाया गया है। इसकी अक्षांशीय और मौसमी परिवर्तनशीलता देखी जाती है, जो पौधों के प्रकाश संश्लेषण और समुद्र के पानी में घुलनशीलता से जुड़ी होती है (हेनरी के नियम के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ पानी में गैस की घुलनशीलता कम हो जाती है)।

ग्रह की जलवायु के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायुमंडलीय एरोसोल द्वारा निभाई जाती है - हवा में निलंबित ठोस और तरल कण कई एनएम से लेकर दसियों माइक्रोन तक के आकार के होते हैं। प्राकृतिक और मानवजनित मूल के एरोसोल हैं। एरोसोल का निर्माण पौधों के जीवन और मानव आर्थिक गतिविधि, ज्वालामुखी विस्फोट के उत्पादों से गैस-चरण प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में होता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से हवा द्वारा धूल उठाई जाती है, विशेष रूप से इसके रेगिस्तानी क्षेत्रों से, और है से भी बना है अंतरिक्ष धूलऊपरी वायुमंडल में प्रवेश करना। अधिकांश एरोसोल क्षोभमंडल में केंद्रित है, ज्वालामुखी विस्फोट से एरोसोल लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर तथाकथित जंग परत बनाता है। वाहनों और थर्मल पावर प्लांटों, रासायनिक उद्योगों, ईंधन दहन आदि के संचालन के परिणामस्वरूप मानवजनित एरोसोल की सबसे बड़ी मात्रा वातावरण में प्रवेश करती है। इसलिए, कुछ क्षेत्रों में वातावरण की संरचना सामान्य हवा से स्पष्ट रूप से भिन्न होती है, जिसके निर्माण की आवश्यकता होती है वायुमंडलीय वायु प्रदूषण के स्तर की निगरानी और नियंत्रण के लिए एक विशेष सेवा।

वायुमंडलीय विकास. आधुनिक वातावरण स्पष्ट रूप से द्वितीयक मूल का है: यह लगभग 4.5 अरब साल पहले ग्रह के निर्माण के पूरा होने के बाद पृथ्वी के ठोस खोल द्वारा छोड़ी गई गैसों से बना था। पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, कई कारकों के प्रभाव में वातावरण में इसकी संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं: गैसों का अपव्यय (वाष्पीकरण), मुख्य रूप से हल्के वाले, बाहरी अंतरिक्ष में; ज्वालामुखी गतिविधि के परिणामस्वरूप स्थलमंडल से गैसों की रिहाई; रसायनिक प्रतिक्रियावायुमंडल के घटकों और पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों के बीच; सौर यूवी विकिरण के प्रभाव में ही वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं; अंतरग्रहीय माध्यम (उदाहरण के लिए, उल्कापिंड पदार्थ) के मामले का अभिवृद्धि (कब्जा)। वायुमंडल का विकास भूगर्भीय और भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से निकटता से जुड़ा हुआ है, और पिछले 3-4 अरब वर्षों से भी जीवमंडल की गतिविधि के साथ। आधुनिक वातावरण (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प) बनाने वाली गैसों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ज्वालामुखी गतिविधि और घुसपैठ के दौरान उत्पन्न हुआ, जो उन्हें पृथ्वी की गहराई से बाहर ले गया। प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधि के परिणामस्वरूप लगभग 2 अरब साल पहले ऑक्सीजन प्रशंसनीय मात्रा में प्रकट हुई, जो मूल रूप से उत्पन्न हुई थी सतही जलसागर।

कार्बोनेट जमा की रासायनिक संरचना के आंकड़ों के आधार पर, भूवैज्ञानिक अतीत के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की मात्रा का अनुमान प्राप्त किया गया था। फ़ैनरोज़ोइक (पृथ्वी के इतिहास के अंतिम 570 मिलियन वर्ष) के दौरान, वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा ज्वालामुखी गतिविधि, समुद्र के तापमान और प्रकाश संश्लेषण के स्तर के अनुसार व्यापक रूप से भिन्न थी। इस समय के अधिकांश समय, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता वर्तमान (10 गुना तक) की तुलना में काफी अधिक थी। फेनेरोज़ोइक के वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा में काफी बदलाव आया, और इसे बढ़ाने की प्रवृत्ति प्रबल हुई। प्रीकैम्ब्रियन वातावरण में, कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, अधिक था, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान, फ़ैनरोज़ोइक के वातावरण की तुलना में कम था। कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में उतार-चढ़ाव का अतीत में जलवायु पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा है, कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि के साथ ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि हुई है, जिसके कारण फ़ैनरोज़ोइक के मुख्य भाग के दौरान जलवायु पहले की तुलना में बहुत गर्म थी। आधुनिक युग।

वातावरण और जीवन. वायुमंडल के बिना, पृथ्वी एक मृत ग्रह होगी। जैविक जीवन वातावरण और उससे जुड़ी जलवायु और मौसम के साथ घनिष्ठ संपर्क में आगे बढ़ता है। समग्र रूप से ग्रह की तुलना में द्रव्यमान में नगण्य (लगभग एक मिलियन भाग), वातावरण सभी जीवन रूपों के लिए एक अनिवार्य शर्त है। जीवों के जीवन के लिए ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन सबसे महत्वपूर्ण वायुमंडलीय गैसें हैं। जब प्रकाश संश्लेषक पौधों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थ बनाया जाता है, जिसका उपयोग मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित प्राणियों द्वारा ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है, जिसके लिए ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा ऊर्जा की आपूर्ति प्रदान की जाती है। कार्बनिक पदार्थ. नाइट्रोजन, कुछ सूक्ष्मजीवों (नाइट्रोजन फिक्सर) द्वारा आत्मसात, पौधों के खनिज पोषण के लिए आवश्यक है। ओजोन, जो सूर्य के कठोर यूवी विकिरण को अवशोषित करता है, सूर्य के विकिरण के इस जीवन-धमकी वाले हिस्से को महत्वपूर्ण रूप से कमजोर कर देता है। वायुमण्डल में जलवाष्प का संघनन, बादलों का बनना और बाद में वर्षा की वर्षा भूमि को जल की आपूर्ति करती है, जिसके बिना जीवन का कोई भी रूप संभव नहीं है। जलमंडल में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि काफी हद तक पानी में घुली वायुमंडलीय गैसों की मात्रा और रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। चूंकि वायुमंडल की रासायनिक संरचना जीवों की गतिविधियों पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करती है, जीवमंडल और वायुमंडल को एक ही प्रणाली के हिस्से के रूप में माना जा सकता है, जिसके रखरखाव और विकास (जैव भू-रासायनिक चक्र देखें) की संरचना को बदलने के लिए बहुत महत्व था। एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के पूरे इतिहास में वातावरण।

विकिरण, थर्मल और जल संतुलनवातावरण. वायुमंडल में सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से ऊर्जा का एकमात्र स्रोत है। वायुमंडल के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव है: वायुमंडल पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण को अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन सक्रिय रूप से पृथ्वी की सतह के थर्मल लॉन्ग-वेव विकिरण को अवशोषित करता है, जिसका एक हिस्सा वापस लौटता है। काउंटर रेडिएशन के रूप में सतह जो पृथ्वी की सतह के विकिरण गर्मी के नुकसान की भरपाई करती है (वायुमंडलीय विकिरण देखें)। वायुमंडल के अभाव में पृथ्वी की सतह का औसत तापमान -18°C होगा, वास्तव में यह 15°C है। आने वाली सौर विकिरण आंशिक रूप से (लगभग 20%) वायुमंडल में अवशोषित होती है (मुख्य रूप से जल वाष्प, पानी की बूंदों, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा), और एरोसोल कणों और घनत्व में उतार-चढ़ाव (रेले स्कैटरिंग) द्वारा भी बिखरी हुई (लगभग 7%) होती है। . कुल विकिरण, पृथ्वी की सतह पर पहुँचकर, आंशिक रूप से (लगभग 23%) इससे परावर्तित होता है। परावर्तन अंतर्निहित सतह, तथाकथित अल्बेडो की परावर्तनशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है। औसतन, एकीकृत सौर विकिरण प्रवाह के लिए पृथ्वी का एल्बिडो 30% के करीब है। ताजा गिरी बर्फ के लिए यह कुछ प्रतिशत (सूखी मिट्टी और काली मिट्टी) से 70-90% तक भिन्न होता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच विकिरण ताप विनिमय अनिवार्य रूप से एल्बिडो पर निर्भर करता है और यह पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण और इसके द्वारा अवशोषित वातावरण के प्रति-विकिरण द्वारा निर्धारित होता है। बाह्य अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने और इसे वापस छोड़ने वाले विकिरण प्रवाहों का बीजगणितीय योग विकिरण संतुलन कहलाता है।

वायुमंडल और पृथ्वी की सतह द्वारा इसके अवशोषण के बाद सौर विकिरण के परिवर्तन पृथ्वी के ताप संतुलन को एक ग्रह के रूप में निर्धारित करते हैं। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है; इससे निकलने वाली गर्मी न केवल लंबी-तरंग विकिरण के रूप में, बल्कि संवहन द्वारा भी स्थानांतरित की जाती है, और जल वाष्प के संघनन के दौरान भी निकलती है। इन ऊष्मा प्रवाहों का हिस्सा औसतन क्रमशः 20%, 7% और 23% है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण के अवशोषण के कारण यहाँ लगभग 20% ऊष्मा भी जुड़ती है। प्रति इकाई समय सौर विकिरण का प्रवाह एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से लंबवत है धूप की किरणेंऔर पृथ्वी से सूर्य (तथाकथित सौर स्थिरांक) की औसत दूरी पर वायुमंडल के बाहर स्थित है, 1367 W / m 2 है, सौर गतिविधि के चक्र के आधार पर परिवर्तन 1-2 W / m 2 हैं। लगभग 30% के ग्रहीय अलबेडो के साथ, ग्रह पर सौर ऊर्जा का समय-औसत वैश्विक प्रवाह 239 W/m 2 है। चूंकि एक ग्रह के रूप में पृथ्वी औसतन अंतरिक्ष में उतनी ही ऊर्जा का उत्सर्जन करती है, तो, स्टीफन-बोल्ट्जमैन कानून के अनुसार, आउटगोइंग थर्मल लॉन्ग-वेव रेडिएशन का प्रभावी तापमान 255 K (-18 ° C) होता है। वहीं, पृथ्वी की सतह का औसत तापमान 15°C है। 33°C का अंतर ग्रीन हाउस प्रभाव के कारण होता है।

संपूर्ण रूप से वायुमंडल का जल संतुलन पृथ्वी की सतह से वाष्पित नमी की मात्रा, पृथ्वी की सतह पर गिरने वाली वर्षा की मात्रा की समानता से मेल खाता है। महासागरों के ऊपर का वातावरण भूमि की तुलना में वाष्पीकरण प्रक्रियाओं से अधिक नमी प्राप्त करता है, और वर्षा के रूप में 90% खो देता है। महासागरों के ऊपर अतिरिक्त जलवाष्प वायु धाराओं द्वारा महाद्वीपों तक ले जाया जाता है। महासागरों से महाद्वीपों तक वायुमंडल में पहुँचाए जाने वाले जलवाष्प की मात्रा महासागरों में बहने वाली नदी के प्रवाह की मात्रा के बराबर होती है।

वायु संचलन. पृथ्वी का एक गोलाकार आकार है, इसलिए इसके उच्च अक्षांशों पर उष्ण कटिबंध की तुलना में बहुत कम सौर विकिरण आता है। नतीजतन, अक्षांशों के बीच बड़े तापमान विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। तापमान वितरण भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है आपसी व्यवस्थामहासागरों और महाद्वीपों। समुद्र के पानी के बड़े द्रव्यमान और पानी की उच्च ताप क्षमता के कारण मौसमी उतार-चढ़ावसमुद्र की सतह का तापमान भूमि के तापमान की तुलना में बहुत कम होता है। इस संबंध में, मध्य और उच्च अक्षांशों में, महासागरों के ऊपर हवा का तापमान महाद्वीपों की तुलना में गर्मियों में काफी कम और सर्दियों में अधिक होता है।

वातावरण का असमान ताप अलग - अलग क्षेत्रग्लोब वायुमंडलीय दबाव के स्थानिक रूप से असमान वितरण का कारण बनता है। समुद्र के स्तर पर, दबाव वितरण भूमध्य रेखा के पास अपेक्षाकृत कम मूल्यों, उपोष्णकटिबंधीय (उच्च दबाव क्षेत्रों) में वृद्धि और मध्य और उच्च अक्षांशों में कमी की विशेषता है। इसी समय, अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय अक्षांशों के महाद्वीपों पर, दबाव आमतौर पर सर्दियों में बढ़ जाता है, और गर्मियों में कम हो जाता है, जो तापमान वितरण से जुड़ा होता है। एक दबाव ढाल की कार्रवाई के तहत, हवा उच्च दबाव के क्षेत्रों से कम दबाव वाले क्षेत्रों में निर्देशित त्वरण का अनुभव करती है, जिससे वायु द्रव्यमान की गति होती है। गतिमान वायु द्रव्यमान भी पृथ्वी के घूर्णन (कोरिओलिस बल) के विक्षेपक बल, घर्षण बल, जो ऊंचाई के साथ घटता है, और पर वक्रीय प्रक्षेप पथऔर केन्द्रापसारक बल। हवा का अशांत मिश्रण (वायुमंडल में अशांति देखें) का बहुत महत्व है।

वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली (वायुमंडल का सामान्य परिसंचरण) दबाव के ग्रहों के वितरण से जुड़ी है। मेरिडियन प्लेन में औसतन दो या तीन मेरिडियन सर्कुलेशन सेल्स का पता लगाया जाता है। भूमध्य रेखा के पास, गर्म हवा ऊपर उठती है और उपोष्णकटिबंधीय में गिरती है, जिससे हैडली सेल बनता है। रिवर्स फेरेल सेल की हवा भी वहीं उतरती है। उच्च अक्षांशों पर, एक प्रत्यक्ष ध्रुवीय कोशिका का अक्सर पता लगाया जाता है। मध्याह्न परिसंचरण वेग 1 m/s या उससे कम के क्रम पर हैं। कोरिओलिस बल की क्रिया के कारण मध्य क्षोभमंडल में लगभग 15 मीटर/सेकेंड की गति के साथ अधिकांश वातावरण में पछुआ हवाएँ देखी जाती हैं। अपेक्षाकृत स्थिर पवन प्रणालियाँ हैं। इनमें व्यापारिक हवाएं शामिल हैं - उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में उच्च दबाव बेल्ट से भूमध्य रेखा पर ध्यान देने योग्य पूर्वी घटक (पूर्व से पश्चिम तक) के साथ बहने वाली हवाएं। मानसून काफी स्थिर होते हैं - हवा की धाराएं जिनमें स्पष्ट रूप से स्पष्ट मौसमी चरित्र होता है: वे गर्मियों में समुद्र से मुख्य भूमि की ओर और सर्दियों में विपरीत दिशा में उड़ती हैं। मानसून विशेष रूप से नियमित होते हैं हिंद महासागर. मध्य अक्षांशों में वायुराशियों की गति मुख्यतः पश्चिमी (पश्चिम से पूर्व की ओर) होती है। यह वायुमंडलीय मोर्चों का एक क्षेत्र है, जिस पर बड़ी-बड़ी लहरें उठती हैं - चक्रवात और प्रतिचक्रवात, जो कई सैकड़ों या हजारों किलोमीटर की दूरी तय करते हैं। उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी चक्रवात आते हैं; यहां वे छोटे आकार में भिन्न होते हैं, लेकिन बहुत तेज हवा की गति, तूफान बल (33 मीटर/सेकेंड या अधिक), तथाकथित उष्णकटिबंधीय चक्रवात तक पहुंचते हैं। अटलांटिक और पूर्वी प्रशांत में उन्हें तूफान कहा जाता है, और पश्चिमी प्रशांत में उन्हें टाइफून कहा जाता है। ऊपरी क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में, हैडली मेरिडियन सर्कुलेशन के प्रत्यक्ष सेल और रिवर्स फेरेल सेल को अलग करने वाले क्षेत्रों में, अपेक्षाकृत संकीर्ण, सैकड़ों किलोमीटर चौड़ी, तेज परिभाषित सीमाओं वाली जेट धाराएं अक्सर देखी जाती हैं, जिसके भीतर हवा 100 तक पहुंच जाती है। -150 और यहां तक ​​कि 200 मीटर/के साथ।

जलवायु और मौसम. पृथ्वी की सतह पर विभिन्न अक्षांशों पर आने वाले सौर विकिरण की मात्रा में अंतर, जो भौतिक गुणों में विविध है, पृथ्वी की जलवायु की विविधता को निर्धारित करता है। भूमध्य रेखा से लेकर उष्णकटिबंधीय अक्षांशों तक, पृथ्वी की सतह के पास हवा का तापमान औसतन 25-30 ° C होता है और वर्ष के दौरान थोड़ा बदलता है। भूमध्यरेखीय क्षेत्र में, आमतौर पर बहुत अधिक वर्षा होती है, जो वहाँ अत्यधिक नमी की स्थिति पैदा करती है। पर उष्णकटिबंधीय क्षेत्रवर्षा कम हो जाती है और कुछ क्षेत्रों में बहुत कम हो जाती है। यहाँ पृथ्वी के विशाल रेगिस्तान हैं।

उपोष्णकटिबंधीय और मध्य अक्षांशों में, हवा का तापमान पूरे वर्ष में काफी भिन्न होता है, और गर्मियों और सर्दियों के तापमान के बीच का अंतर विशेष रूप से महासागरों से दूर महाद्वीपों के क्षेत्रों में बड़ा होता है। इस प्रकार, पूर्वी साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में, वायु तापमान का वार्षिक आयाम 65°С तक पहुंच जाता है। इन अक्षांशों में आर्द्रीकरण की स्थिति बहुत विविध है, मुख्य रूप से वायुमंडल के सामान्य परिसंचरण के शासन पर निर्भर करती है, और साल-दर-साल काफी भिन्न होती है।

ध्रुवीय अक्षांशों में, तापमान वर्ष भर कम रहता है, भले ही ध्यान देने योग्य मौसमी भिन्नता हो। यह महासागरों और भूमि और पर्माफ्रॉस्ट पर बर्फ के आवरण के व्यापक वितरण में योगदान देता है, रूस के 65% से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर रहा है, मुख्य रूप से साइबेरिया में।

पिछले दशकों में, अधिक से अधिक ध्यान देने योग्य परिवर्तन हुए हैं वैश्विक जलवायु. तापमान निम्न अक्षांशों की तुलना में उच्च अक्षांशों पर अधिक बढ़ता है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक; दिन की तुलना में रात में अधिक। 20 वीं शताब्दी में, रूस में पृथ्वी की सतह के पास औसत वार्षिक वायु तापमान में 1.5-2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई, और साइबेरिया के कुछ क्षेत्रों में कई डिग्री की वृद्धि देखी गई। यह छोटी गैसीय अशुद्धियों की सांद्रता में वृद्धि के कारण ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि से जुड़ा है।

मौसम वायुमंडलीय परिसंचरण की स्थितियों से निर्धारित होता है और भौगोलिक स्थानभूभाग, यह उष्ण कटिबंध में सबसे स्थिर और मध्य और उच्च अक्षांशों में सबसे अधिक परिवर्तनशील है। सबसे अधिक, वायुमंडलीय मोर्चों, चक्रवातों और प्रतिचक्रवातों के पारित होने, वर्षा और बढ़ती हवा के कारण वायु द्रव्यमान के परिवर्तन के क्षेत्रों में मौसम बदलता है। मौसम की भविष्यवाणी के लिए डेटा जमीन आधारित मौसम स्टेशनों, जहाजों और विमानों और मौसम संबंधी उपग्रहों से एकत्र किया जाता है। मौसम विज्ञान भी देखें।

वातावरण में ऑप्टिकल, ध्वनिक और विद्युत घटनाएं. जब वायु और विभिन्न कणों (एयरोसोल, बर्फ के क्रिस्टल, पानी की बूंदों) द्वारा प्रकाश के अपवर्तन, अवशोषण और प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप वातावरण में विद्युत चुम्बकीय विकिरण फैलता है, तो विभिन्न ऑप्टिकल घटनाएं उत्पन्न होती हैं: इंद्रधनुष, मुकुट, प्रभामंडल, मृगतृष्णा, आदि। प्रकाश प्रकीर्णन आकाश की स्पष्ट ऊँचाई और आकाश के नीले रंग को निर्धारित करता है। वस्तुओं की दृश्यता सीमा वातावरण में प्रकाश प्रसार की स्थितियों से निर्धारित होती है (वायुमंडलीय दृश्यता देखें)। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर वातावरण की पारदर्शिता संचार रेंज और उपकरणों के साथ वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता को निर्धारित करती है, जिसमें की क्षमता भी शामिल है खगोलीय अवलोकनपृथ्वी की सतह से। समताप मंडल और मध्यमंडल की प्रकाशीय विषमताओं के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण भूमिकागोधूलि की घटना निभाता है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान से गोधूलि की तस्वीर लेने से एरोसोल परतों का पता लगाना संभव हो जाता है। वायुमंडल में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रसार की विशेषताएं इसके मापदंडों के रिमोट सेंसिंग के तरीकों की सटीकता निर्धारित करती हैं। इन सभी प्रश्नों का, कई अन्य प्रश्नों की तरह, वायुमंडलीय प्रकाशिकी द्वारा अध्ययन किया जाता है। रेडियो तरंगों का अपवर्तन और प्रकीर्णन रेडियो रिसेप्शन की संभावनाओं को निर्धारित करता है (रेडियो तरंगों का प्रसार देखें)।

वातावरण में ध्वनि का प्रसार तापमान और हवा की गति के स्थानिक वितरण पर निर्भर करता है (वायुमंडलीय ध्वनिकी देखें)। यह वातावरण के सुदूर संवेदन के लिए रुचिकर है। ऊपरी वायुमंडल में रॉकेटों द्वारा लॉन्च किए गए आवेशों के विस्फोटों ने पवन प्रणालियों और समताप मंडल और मेसोस्फीयर में तापमान के पाठ्यक्रम के बारे में जानकारी प्रदान की। एक स्थिर स्तरीकृत वातावरण में, जब तापमान रूद्धोष्म प्रवणता (9.8 K/km) की तुलना में ऊंचाई के साथ अधिक धीरे-धीरे गिरता है, तथाकथित आंतरिक तरंगें उत्पन्न होती हैं। ये तरंगें समताप मंडल में और यहाँ तक कि मध्यमंडल में भी फैल सकती हैं, जहाँ वे क्षीण होती हैं, जिससे हवा और अशांति में वृद्धि होती है।

पृथ्वी का ऋणात्मक आवेश और उसके कारण उत्पन्न विद्युत क्षेत्र, वायुमंडल, विद्युत आवेशित आयनमंडल और चुम्बकमंडल के साथ मिलकर एक वैश्विक विद्युत परिपथ का निर्माण करते हैं। बादलों के बनने और बिजली की बिजली द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। बिजली के निर्वहन के खतरे ने इमारतों, संरचनाओं, बिजली लाइनों और संचार के बिजली संरक्षण के तरीकों के विकास की आवश्यकता की। यह घटना विमानन के लिए विशेष खतरा है। लाइटनिंग डिस्चार्ज वायुमंडलीय रेडियो हस्तक्षेप का कारण बनता है, जिसे वायुमंडलीय कहा जाता है (व्हिसलिंग वायुमंडलीय देखें)। तनाव में तेज वृद्धि के दौरान विद्युत क्षेत्रयुक्तियों पर दिखाई देने वाला चमकदार निर्वहन और धारदार कोनापृथ्वी की सतह के ऊपर उभरी हुई वस्तुएं, पहाड़ों में अलग-अलग चोटियों पर, आदि। (एल्मा लाइट्स)। वातावरण में हमेशा प्रकाश और भारी आयनों की एक अत्यधिक भिन्न संख्या होती है, जो विशिष्ट परिस्थितियों पर निर्भर करती है, जो वायुमंडल की विद्युत चालकता को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह के पास के मुख्य वायु आयनकारक पृथ्वी की पपड़ी और वायुमंडल में निहित रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण हैं, साथ ही साथ ब्रह्मांडीय किरणों. वायुमंडलीय बिजली भी देखें।

वातावरण पर मानव प्रभाव।पिछली शताब्दियों में, मानवीय गतिविधियों के कारण वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि हुई है। कार्बन डाइऑक्साइड का प्रतिशत दो सौ साल पहले 2.8-10 2 से बढ़कर 2005 में 3.8-10 2 हो गया, मीथेन की सामग्री - 0.7-10 1 से लगभग 300-400 साल पहले की शुरुआत में 1.8-10 -4 हो गई। 21 वीं सदी; पिछली शताब्दी में ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि का लगभग 20% फ्रीन्स द्वारा दिया गया था, जो व्यावहारिक रूप से 20 वीं शताब्दी के मध्य तक वातावरण में मौजूद नहीं था। इन पदार्थों को समतापमंडलीय ओजोन अपक्षय के रूप में मान्यता प्राप्त है और इनका उत्पादन 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा निषिद्ध है। वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि कोयले, तेल, गैस और अन्य कार्बन ईंधन की बढ़ती मात्रा के साथ-साथ वनों की कटाई के कारण होती है, जो प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण को कम करती है। मीथेन की सांद्रता तेल और गैस उत्पादन में वृद्धि (इसके नुकसान के कारण) के साथ-साथ चावल की फसलों के विस्तार और मवेशियों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है। यह सब जलवायु वार्मिंग में योगदान देता है।

मौसम बदलने के लिए, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर सक्रिय प्रभाव के तरीके विकसित किए गए हैं। इनका उपयोग गरज के साथ विशेष अभिकर्मकों को बिखेरकर कृषि संयंत्रों को ओलों से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है। हवाई अड्डों पर कोहरे को दूर करने, पौधों को ठंढ से बचाने, बादलों को प्रभावित करने के लिए सही जगहों पर बारिश बढ़ाने या बड़े पैमाने पर घटनाओं के समय बादलों को तितर-बितर करने के तरीके भी हैं।

वातावरण का अध्ययन. वातावरण में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं की जानकारी मुख्य रूप से मौसम संबंधी प्रेक्षणों से प्राप्त होती है, जिन्हें किया जाता है वैश्विक नेटवर्कसभी महाद्वीपों और कई द्वीपों पर स्थित स्थायी मौसम विज्ञान स्टेशन और पोस्ट। दैनिक अवलोकन हवा के तापमान और आर्द्रता, वायुमंडलीय दबाव और वर्षा, बादल, हवा आदि के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। सौर विकिरण के अवलोकन और इसके परिवर्तन एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर किए जाते हैं। वायुमंडल के अध्ययन के लिए वायुविज्ञान स्टेशनों के नेटवर्क का बहुत महत्व है, जिस पर 30-35 किमी की ऊंचाई तक रेडियोसॉन्ड की मदद से मौसम संबंधी माप किए जाते हैं। कई स्टेशन वायुमंडलीय ओजोन की निगरानी करते हैं, विद्युत घटनावातावरण में, हवा की रासायनिक संरचना।

ग्राउंड स्टेशनों के डेटा को महासागरों पर टिप्पणियों द्वारा पूरक किया जाता है, जहां "मौसम के जहाज" संचालित होते हैं, जो स्थायी रूप से विश्व महासागर के कुछ क्षेत्रों में स्थित होते हैं, साथ ही अनुसंधान और अन्य जहाजों से प्राप्त मौसम संबंधी जानकारी भी होती है।

हाल के दशकों में, मौसम संबंधी उपग्रहों की मदद से वायुमंडल के बारे में अधिक से अधिक जानकारी प्राप्त की गई है, जो बादलों की तस्वीर लेने और सूर्य से पराबैंगनी, अवरक्त और माइक्रोवेव विकिरण के प्रवाह को मापने के लिए उपकरणों से लैस हैं। उपग्रह ऊर्ध्वाधर तापमान प्रोफाइल, बादल और इसकी जल सामग्री, वायुमंडलीय विकिरण संतुलन के तत्वों, समुद्र की सतह के तापमान आदि के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाते हैं। नेविगेशन उपग्रहों की एक प्रणाली से रेडियो संकेतों के अपवर्तन के माप का उपयोग करना संभव है घनत्व, दबाव और तापमान के साथ-साथ वातावरण में नमी की मात्रा के ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल का निर्धारण करें। उपग्रहों की मदद से, सौर स्थिरांक और पृथ्वी के ग्रहीय अल्बेडो के मूल्य को स्पष्ट करना, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के विकिरण संतुलन के मानचित्र बनाना, छोटी वायुमंडलीय अशुद्धियों की सामग्री और परिवर्तनशीलता को मापना और हल करना संभव हो गया। वायुमंडलीय भौतिकी और पर्यावरण निगरानी की कई अन्य समस्याएं।

लिट।: बुडको एम। आई। अतीत और भविष्य में जलवायु। एल।, 1980; मतवेव एल. टी. सामान्य मौसम विज्ञान का पाठ्यक्रम। वातावरण का भौतिकी। दूसरा संस्करण। एल।, 1984; बुडको एम। आई।, रोनोव ए। बी।, यानशिन ए। एल। वातावरण का इतिहास। एल., 1985; ख्रगियन ए.के.एच. वायुमंडलीय भौतिकी। एम।, 1986; वायुमंडल: एक पुस्तिका। एल।, 1991; ख्रोमोव एस.पी., पेट्रोसिएंट्स एम.ए. मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान। 5 वां संस्करण। एम।, 2001।

जी एस गोलित्सिन, एन ए जैतसेवा।

- ग्लोब का वायु कवच जो पृथ्वी के साथ घूमता है। वायुमंडल की ऊपरी सीमा पारंपरिक रूप से 150-200 किमी की ऊंचाई पर की जाती है। निचली सीमा पृथ्वी की सतह है।

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। सतही वायु परत में इसकी अधिकांश मात्रा नाइट्रोजन (78%) और ऑक्सीजन (21%) है। इसके अलावा, हवा में अक्रिय गैसें (आर्गन, हीलियम, नियॉन, आदि), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03), जल वाष्प और विभिन्न ठोस कण (धूल, कालिख, नमक क्रिस्टल) होते हैं।

हवा रंगहीन है, और आकाश के रंग को प्रकाश तरंगों के प्रकीर्णन की ख़ासियत से समझाया गया है।

वायुमंडल में कई परतें होती हैं: क्षोभमंडल, समताप मंडल, मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर।

वायु की निचली परत कहलाती है क्षोभ मंडल।विभिन्न अक्षांशों पर इसकी शक्ति समान नहीं होती है। क्षोभमंडल ग्रह के आकार को दोहराता है और पृथ्वी के साथ मिलकर भाग लेता है अक्षीय घुमाव. भूमध्य रेखा पर वायुमंडल की मोटाई 10 से 20 किमी के बीच होती है। भूमध्य रेखा पर यह अधिक होता है, और ध्रुवों पर यह कम होता है। क्षोभमंडल को हवा के अधिकतम घनत्व की विशेषता है, पूरे वायुमंडल के द्रव्यमान का 4/5 इसमें केंद्रित है। क्षोभमंडल निर्धारित करता है मौसम: विभिन्न वायु द्रव्यमान, बादल और वर्षा बनते हैं, हवा की तीव्र क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर गति होती है।

क्षोभमंडल के ऊपर 50 किमी की ऊंचाई तक स्थित है समताप मंडलयह हवा के कम घनत्व की विशेषता है, इसमें जल वाष्प नहीं है। समताप मंडल के निचले भाग में लगभग 25 किमी की ऊँचाई पर। स्थित "ओजोन स्क्रीन" - के साथ वातावरण की एक परत बढ़ी हुई एकाग्रताओजोन, जो पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है, जो जीवों के लिए घातक है।

50 से 80-90 किमी की ऊंचाई पर फैली हुई है मध्यमंडलजैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, तापमान (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ घटता है, और वायु घनत्व कम हो जाता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। वायुमंडल की चमक रेडिकल, कंपन से उत्साहित अणुओं से जुड़ी जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं के कारण होती है।

बाह्य वायुमंडल 80-90 से 800 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। यहां वायु घनत्व न्यूनतम है, वायु आयनीकरण की डिग्री बहुत अधिक है। तापमान सूर्य की गतिविधि के आधार पर बदलता है। बड़ी संख्या में आवेशित कणों के कारण यहाँ अरोरा और चुंबकीय तूफान देखे जाते हैं।

पृथ्वी की प्रकृति के लिए वायुमंडल का बहुत महत्व है।ऑक्सीजन के बिना जीवित जीव सांस नहीं ले सकते। इसकी ओजोन परत सभी जीवित चीजों को हानिकारक पराबैंगनी किरणों से बचाती है। वातावरण तापमान में उतार-चढ़ाव को सुचारू करता है: पृथ्वी की सतह रात में सुपरकूल नहीं होती है और दिन के दौरान ज़्यादा गरम नहीं होती है। वायुमंडलीय हवा की घनी परतों में, ग्रह की सतह तक नहीं पहुंचने पर, कांटों से उल्कापिंड जलते हैं।

वायुमंडल पृथ्वी के सभी कोशों के साथ परस्पर क्रिया करता है। इसकी मदद से समुद्र और जमीन के बीच गर्मी और नमी का आदान-प्रदान होता है। वायुमंडल के बिना बादल, वर्षा, हवाएँ नहीं होतीं।

मानव गतिविधियों का वातावरण पर महत्वपूर्ण प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। वायु प्रदूषण होता है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ 2) की सांद्रता में वृद्धि होती है। और यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है और "ग्रीनहाउस प्रभाव" को बढ़ाता है। औद्योगिक कचरे और परिवहन के कारण पृथ्वी की ओजोन परत नष्ट हो रही है।

वातावरण को संरक्षित करने की जरूरत है। पर विकसित देशोंवायुमंडलीय वायु को प्रदूषण से बचाने के लिए कई उपाय किए जा रहे हैं।

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पृथ्वी का वातावरण

वातावरण(से। अन्य यूनानीμός - भाप और αῖρα - गेंद) - गैससीप ( भूमंडल) ग्रह के आसपास धरती. इसकी भीतरी सतह ढकी हुई है हीड्रास्फीयरऔर आंशिक रूप से कुत्ते की भौंक, बाहरी एक बाहरी अंतरिक्ष के निकट-पृथ्वी भाग पर सीमा।

वातावरण का अध्ययन करने वाले भौतिकी और रसायन विज्ञान के वर्गों की समग्रता को सामान्यतः कहा जाता है वायुमंडलीय भौतिकी. माहौल तय करता है मौसमपृथ्वी की सतह पर, मौसम के अध्ययन में लगा हुआ है अंतरिक्ष-विज्ञान, और लंबी अवधि के बदलाव जलवायु - जलवायुविज्ञानशास्र.

वायुमंडल की संरचना

वायुमंडल की संरचना

क्षोभ मंडल

इसकी ऊपरी सीमा ध्रुवीय में 8-10 किमी, समशीतोष्ण में 10-12 किमी और उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 16-18 किमी की ऊंचाई पर है; गर्मियों की तुलना में सर्दियों में कम। वायुमंडल की निचली, मुख्य परत। इसमें वायुमंडलीय वायु के कुल द्रव्यमान का 80% से अधिक और वायुमंडल में मौजूद सभी जल वाष्प का लगभग 90% शामिल है। क्षोभमंडल में अत्यधिक विकसित अशांतिऔर कंवेक्शन, उठना बादलों, विकास करना चक्रवातऔर प्रतिचक्रवात. औसत ऊर्ध्वाधर के साथ बढ़ती ऊंचाई के साथ तापमान घटता है ढाल 0.65°/100 वर्ग मीटर

पृथ्वी की सतह पर "सामान्य परिस्थितियों" के लिए लिया जाता है: घनत्व 1.2 किग्रा/एम3, बैरोमीटर का दबाव 101.35 केपीए, तापमान प्लस 20 डिग्री सेल्सियस और सापेक्षिक आर्द्रता 50%। इन सशर्त संकेतकों का विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग मूल्य है।

स्ट्रैटोस्फियर

11 से 50 किमी की ऊंचाई पर स्थित वायुमंडल की परत। 11-25 किमी परत (समताप मंडल की निचली परत) में तापमान में मामूली बदलाव और 25-40 किमी परत में इसकी वृद्धि -56.5 से 0.8 ° तक होती है। साथ में(ऊपरी समताप मंडल या क्षेत्र व्युत्क्रम) लगभग 40 किमी की ऊंचाई पर लगभग 273 के (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के मान तक पहुंचने के बाद, तापमान लगभग 55 किमी की ऊंचाई तक स्थिर रहता है। स्थिर तापमान वाले इस क्षेत्र को कहा जाता है स्ट्रेटोपॉज़और समताप मंडल और . के बीच की सीमा है मीसोस्फीयर.

स्ट्रैटोपॉज़

समताप मंडल और मध्यमंडल के बीच वायुमंडल की सीमा परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) में अधिकतम होता है।

मीसोस्फीयर

पृथ्वी का वातावरण

मीसोस्फीयर 50 किमी की ऊंचाई से शुरू होती है और 80-90 किमी तक फैली हुई है। तापमान (0.25-0.3)°/100 मीटर की औसत ऊर्ध्वाधर ढाल के साथ ऊंचाई के साथ घटता है। मुख्य ऊर्जा प्रक्रिया उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण है। जटिल फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं शामिल हैं मुक्त कणकंपन से उत्तेजित अणु आदि वातावरण की चमक को निर्धारित करते हैं।

मेसोपॉज़

मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के बीच संक्रमणकालीन परत। ऊर्ध्वाधर तापमान वितरण (लगभग -90 डिग्री सेल्सियस) में न्यूनतम है।

कर्मन रेखा

समुद्र तल से ऊँचाई, जिसे पारंपरिक रूप से पृथ्वी के वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच की सीमा के रूप में स्वीकार किया जाता है।

बाह्य वायुमंडल

मुख्य लेख: बाह्य वायुमंडल

ऊपरी सीमा लगभग 800 किमी है। तापमान 200-300 किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है, जहां यह 1500 K के क्रम के मूल्यों तक पहुंच जाता है, जिसके बाद यह उच्च ऊंचाई तक लगभग स्थिर रहता है। पराबैंगनी और एक्स-रे सौर विकिरण और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण होता है (" औरोरस") - मुख्य क्षेत्रों योण क्षेत्रथर्मोस्फीयर के अंदर झूठ। 300 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, परमाणु ऑक्सीजन प्रबल होती है।

120 किमी . की ऊंचाई तक वायुमंडलीय परतें

एक्सोस्फीयर (बिखरने वाला क्षेत्र)

बहिर्मंडल- प्रकीर्णन क्षेत्र, थर्मोस्फीयर का बाहरी भाग, 700 किमी से ऊपर स्थित है। एक्सोस्फीयर में गैस बहुत दुर्लभ होती है, और इसलिए इसके कण इंटरप्लेनेटरी स्पेस में लीक हो जाते हैं ( अपव्यय).

100 किमी की ऊंचाई तक, वातावरण गैसों का एक सजातीय, अच्छी तरह मिश्रित मिश्रण है। उच्च परतों में, ऊंचाई में गैसों का वितरण उनके आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है, भारी गैसों की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तेजी से घटती है। गैस घनत्व में कमी के कारण, समताप मंडल में तापमान 0 डिग्री सेल्सियस से गिरकर मध्यमंडल में -110 डिग्री सेल्सियस हो जाता है। हालांकि, 200-250 किमी की ऊंचाई पर अलग-अलग कणों की गतिज ऊर्जा ~ 1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाती है। 200 किमी से ऊपर, तापमान और गैस घनत्व में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव समय और स्थान में देखे जाते हैं।

लगभग 2000-3000 किमी की ऊंचाई पर, एक्सोस्फीयर धीरे-धीरे तथाकथित . में गुजरता है अंतरिक्ष वैक्यूम के पास, जो अंतरग्रहीय गैस के अत्यधिक दुर्लभ कणों से भरा होता है, मुख्यतः हाइड्रोजन परमाणु। लेकिन यह गैस अंतरग्रहीय पदार्थ का ही हिस्सा है। दूसरा भाग धूमकेतु और उल्कापिंड मूल के धूल जैसे कणों से बना है। अत्यंत दुर्लभ धूल जैसे कणों के अलावा, सौर और गांगेय मूल के विद्युत चुम्बकीय और कणिका विकिरण इस अंतरिक्ष में प्रवेश करते हैं।

क्षोभमंडल में वायुमंडल के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा होता है, समताप मंडल का लगभग 20% हिस्सा होता है; मेसोस्फीयर का द्रव्यमान 0.3% से अधिक नहीं है, थर्मोस्फीयर वायुमंडल के कुल द्रव्यमान का 0.05% से कम है। वायुमंडल में विद्युत गुणों के आधार पर, न्यूट्रोस्फीयर और आयनोस्फीयर को प्रतिष्ठित किया जाता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि वातावरण 2000-3000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

वायुमंडल में गैस की संरचना के आधार पर, वे उत्सर्जित करते हैं होमोस्फीयरऔर हेटरोस्फीयर. हेटरोस्फीयर - यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण गैसों के पृथक्करण को प्रभावित करता है, क्योंकि इतनी ऊंचाई पर उनका मिश्रण नगण्य होता है। इसलिए हेटरोस्फीयर की परिवर्तनशील संरचना का अनुसरण करता है। इसके नीचे वायुमंडल का एक मिश्रित, सजातीय हिस्सा है, जिसे कहा जाता है होमोस्फीयर. इन परतों के बीच की सीमा कहलाती है टर्बोपॉज़, यह लगभग 120 किमी की ऊंचाई पर स्थित है।

भौतिक गुण

वायुमंडल की मोटाई पृथ्वी की सतह से लगभग 2000 - 3000 किमी दूर है। कुल द्रव्यमान वायु- (5.1-5.3) × 10 18 किलो। अणु भारस्वच्छ शुष्क हवा 28.966 है। दबावसमुद्र तल पर 0 डिग्री सेल्सियस पर 101.325 किलो पास्कल; क्रांतिक तापमान-140.7 डिग्री सेल्सियस; महत्वपूर्ण दबाव 3.7 एमपीए; सी पी 1.0048×10 3 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर), सी वी 0.7159×10 3 जे/(किलो के) (0 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी में हवा की घुलनशीलता 0 डिग्री सेल्सियस - 0.036%, 25 डिग्री सेल्सियस - 0.22% पर।

वातावरण के शारीरिक और अन्य गुण

पहले से ही समुद्र तल से 5 किमी की ऊंचाई पर, एक अप्रशिक्षित व्यक्ति विकसित होता है ऑक्सीजन भुखमरीऔर अनुकूलन के बिना, मानव प्रदर्शन काफी कम हो जाता है। यहीं पर वातावरण का शारीरिक क्षेत्र समाप्त होता है। 15 किमी की ऊंचाई पर इंसान की सांस लेना असंभव हो जाता है, हालांकि करीब 115 किमी तक वायुमंडल में ऑक्सीजन होती है।

वातावरण हमें वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसकी हमें सांस लेने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे आप ऊँचाई पर जाते हैं, वायुमंडल के कुल दबाव में गिरावट के कारण, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी उसी के अनुसार कम हो जाता है।

मानव फेफड़ों में लगातार लगभग 3 लीटर वायुकोशीय वायु होती है। आंशिक दबावसामान्य वायुमंडलीय दाब पर वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन 110 mm Hg होती है। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव - 40 मिमी एचजी। कला।, और जल वाष्प - 47 मिमी एचजी। कला। बढ़ती ऊंचाई के साथ, ऑक्सीजन का दबाव कम हो जाता है, और फेफड़ों में जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड का कुल दबाव लगभग स्थिर रहता है - लगभग 87 मिमी एचजी। कला। जब आसपास की हवा का दबाव इस मान के बराबर हो जाएगा तो फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवाह पूरी तरह से बंद हो जाएगा।

लगभग 19-20 किमी की ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव 47 मिमी एचजी तक गिर जाता है। कला। इसलिए इस ऊंचाई पर मानव शरीर में पानी और बीचवाला द्रव उबलने लगता है। इन ऊंचाईयों पर दबाव वाले केबिन के बाहर, मृत्यु लगभग तुरंत हो जाती है। इस प्रकार, मानव शरीर विज्ञान के दृष्टिकोण से, "अंतरिक्ष" पहले से ही 15-19 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है।

हवा की घनी परतें - क्षोभमंडल और समताप मंडल - हमें विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाते हैं। हवा के पर्याप्त विरलीकरण के साथ, 36 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, आयनीकरण द्वारा शरीर पर एक तीव्र प्रभाव डाला जाता है। विकिरण- प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणें; 40 किमी से अधिक की ऊंचाई पर, सौर स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग, जो मनुष्यों के लिए खतरनाक है, संचालित होता है।

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊंचाई तक बढ़ते हैं, धीरे-धीरे कमजोर होते जाते हैं, और फिर पूरी तरह से गायब हो जाते हैं, ऐसी घटनाएं जो हमें परिचित हैं, वातावरण की निचली परतों में देखी जाती हैं, जैसे ध्वनि का प्रसार, वायुगतिकीय का उद्भव भारोत्तोलन बलऔर प्रतिरोध, गर्मी हस्तांतरण कंवेक्शनऔर आदि।

हवा की दुर्लभ परतों में, प्रसार आवाज़असंभव हो जाता है। 60-90 किमी की ऊंचाई तक, नियंत्रित वायुगतिकीय उड़ान के लिए वायु प्रतिरोध और लिफ्ट का उपयोग करना अभी भी संभव है। लेकिन 100-130 किमी की ऊंचाई से शुरू होकर, हर पायलट से परिचित अवधारणाएँ नंबर एमऔर ध्वनि अवरोधअपना अर्थ खो देते हैं, सशर्त पास हो जाते हैं कर्मन रेखाजिसके आगे विशुद्ध रूप से बैलिस्टिक उड़ान का क्षेत्र शुरू होता है, जिसे केवल प्रतिक्रियाशील बलों का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।

100 किमी से ऊपर की ऊंचाई पर, वातावरण एक और उल्लेखनीय संपत्ति से वंचित है - संवहन द्वारा थर्मल ऊर्जा को अवशोषित करने, संचालित करने और स्थानांतरित करने की क्षमता (यानी, वायु मिश्रण के माध्यम से)। इसका मतलब यह है कि कक्षीय अंतरिक्ष स्टेशन के उपकरण के विभिन्न तत्वों को बाहर से ठंडा नहीं किया जा सकेगा, जैसा कि आमतौर पर एक हवाई जहाज पर किया जाता है - एयर जेट और एयर रेडिएटर की मदद से। इतनी ऊंचाई पर, जैसा कि सामान्य रूप से अंतरिक्ष में होता है, गर्मी को स्थानांतरित करने का एकमात्र तरीका है ऊष्मीय विकिरण.

वायुमंडल की संरचना

शुष्क हवा की संरचना

पृथ्वी के वायुमंडल में मुख्य रूप से गैसें और विभिन्न अशुद्धियाँ (धूल, पानी की बूंदें, बर्फ के क्रिस्टल, समुद्री लवण, दहन उत्पाद) शामिल हैं।

पानी (एच 2 ओ) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के अपवाद के साथ, वातावरण बनाने वाली गैसों की एकाग्रता लगभग स्थिर है।

शुष्क हवा की संरचना
नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
पानी
कार्बन डाइऑक्साइड
नीयन
हीलियम
मीथेन
क्रीप्टोण
हाइड्रोजन
क्सीनन
नाइट्रस ऑक्साइड

तालिका में दर्शाई गई गैसों के अलावा, वायुमंडल में SO 2, NH 3, CO, ओजोन, हाइड्रोकार्बन, एचसीएल, एचएफ, जोड़े एचजी, मैं 2 , और नहींऔर कई अन्य गैसें मामूली मात्रा में। क्षोभमंडल में लगातार बड़ी संख्या में निलंबित ठोस और तरल कण होते हैं ( स्प्रे कैन).

वायुमंडल के निर्माण का इतिहास

सबसे सामान्य सिद्धांत के अनुसार, समय के साथ पृथ्वी का वायुमंडल चार अलग-अलग रचनाओं में रहा है। प्रारंभ में, इसमें हल्की गैसें शामिल थीं ( हाइड्रोजनऔर हीलियम) इंटरप्लेनेटरी स्पेस से कैप्चर किया गया। यह तथाकथित प्राथमिक वातावरण(लगभग चार अरब साल पहले)। अगले चरण में, सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के कारण हाइड्रोजन के अलावा अन्य गैसों के साथ वातावरण की संतृप्ति हुई (कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, भाप) इस तरह से माध्यमिक वातावरण(हमारे दिनों से लगभग तीन अरब साल पहले)। यह माहौल सुकून देने वाला था। इसके अलावा, वायुमंडल के निर्माण की प्रक्रिया निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की गई थी:

में प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) का रिसाव ग्रहों के बीच का स्थान;

पराबैंगनी विकिरण, बिजली के निर्वहन और कुछ अन्य कारकों के प्रभाव में वातावरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं।

धीरे-धीरे, इन कारकों के कारण गठन हुआ तृतीयक वातावरण, हाइड्रोजन की बहुत कम सामग्री और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की बहुत अधिक सामग्री (अमोनिया और हाइड्रोकार्बन से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप गठित) की विशेषता है।

नाइट्रोजन

एन 2 की एक बड़ी मात्रा का गठन आणविक ओ 2 द्वारा अमोनिया-हाइड्रोजन वातावरण के ऑक्सीकरण के कारण होता है, जो 3 अरब साल पहले प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ग्रह की सतह से आना शुरू हुआ था। नाइट्रेट्स और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के विकृतीकरण के परिणामस्वरूप एन 2 भी वायुमंडल में छोड़ा जाता है। ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजन को ओजोन द्वारा NO में ऑक्सीकृत किया जाता है।

नाइट्रोजन एन 2 केवल विशिष्ट परिस्थितियों में प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है (उदाहरण के लिए, बिजली के निर्वहन के दौरान)। विद्युत निर्वहन के दौरान ओजोन द्वारा आणविक नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण का उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है। इसे कम ऊर्जा खपत के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है और जैविक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जा सकता है सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल)और नोड्यूल बैक्टीरिया जो राइजोबियल बनाते हैं सिम्बायोसिससाथ फलियांपौधे, तथाकथित। हरी खाद।

ऑक्सीजन

के आगमन के साथ वातावरण की संरचना में मौलिक परिवर्तन होने लगा जीवित प्राणी, नतीजतन प्रकाश संश्लेषणऑक्सीजन की रिहाई और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के साथ। प्रारंभ में, ऑक्सीजन कम यौगिकों के ऑक्सीकरण पर खर्च किया गया था - अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, ऑक्साइड रूप ग्रंथिइस चरण के अंत में, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने लगी। धीरे-धीरे, ऑक्सीकरण गुणों वाला एक आधुनिक वातावरण बन गया। चूंकि इससे में होने वाली कई प्रक्रियाओं में गंभीर और अचानक परिवर्तन हुए वातावरण, स्थलमंडलऔर बीओस्फिअ, इस घटना को कहा जाता है ऑक्सीजन आपदा.

दौरान फैनेरोज़ोइकवातावरण की संरचना और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन हुआ। वे मुख्य रूप से कार्बनिक तलछटी चट्टानों के जमाव की दर से संबंधित हैं। इसलिए, कोयले के संचय की अवधि के दौरान, वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा, जाहिरा तौर पर, आधुनिक स्तर से अधिक हो गई।

कार्बन डाइऑक्साइड

वायुमंडल में CO2 की सामग्री ज्वालामुखीय गतिविधि और पृथ्वी के गोले में रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, लेकिन सबसे अधिक - जैवसंश्लेषण की तीव्रता और कार्बनिक पदार्थों के अपघटन पर निर्भर करती है। बीओस्फिअ धरती. ग्रह का लगभग संपूर्ण वर्तमान बायोमास (लगभग 2.4 × 10 12 टन .) ) वायुमंडलीय हवा में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और जल वाष्प के कारण बनता है। में दफनया सागर, में दलदलोंऔर में जंगलोंकार्बनिक पदार्थ बन जाता है कोयला, तेलऔर प्राकृतिक गैस. (से। मी। कार्बन का भू-रासायनिक चक्र)

उत्कृष्ट गैस

अक्रिय गैसों का स्रोत - आर्गन, हीलियमऔर क्रीप्टोण- ज्वालामुखी विस्फोट और रेडियोधर्मी तत्वों का क्षय। संपूर्ण पृथ्वी और विशेष रूप से वायुमंडल में अंतरिक्ष की तुलना में अक्रिय गैसों की कमी है। ऐसा माना जाता है कि इसका कारण अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में गैसों का लगातार रिसाव होना है।

वायु प्रदूषण

हाल ही में, वातावरण का विकास किसके द्वारा प्रभावित होना शुरू हुआ? इंसान. उनकी गतिविधियों का परिणाम पिछले भूवैज्ञानिक युगों में जमा हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन के कारण वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में लगातार उल्लेखनीय वृद्धि थी। प्रकाश संश्लेषण के दौरान भारी मात्रा में CO2 का उपभोग किया जाता है और दुनिया के महासागरों द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह गैस कार्बोनेट चट्टानों और पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के साथ-साथ ज्वालामुखी और मानव उत्पादन गतिविधियों के कारण वातावरण में प्रवेश करती है। पिछले 100 वर्षों में, वायुमंडल में CO2 की सामग्री में 10% की वृद्धि हुई है, जिसका मुख्य भाग (360 बिलियन टन) ईंधन के दहन से आता है। यदि ईंधन के दहन की वृद्धि दर जारी रहती है, तो अगले 50-60 वर्षों में वातावरण में CO2 की मात्रा दोगुनी हो जाएगी और इसका परिणाम हो सकता है वैश्विक जलवायु परिवर्तन.

ईंधन का दहन दोनों प्रदूषक गैसों का मुख्य स्रोत है ( इसलिए, नहीं, इसलिए 2 ) सल्फर डाइऑक्साइड को वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है इसलिए 3 ऊपरी वायुमंडल में, जो बदले में जल वाष्प और अमोनिया के साथ परस्पर क्रिया करता है, और परिणामी सल्फ्यूरिक एसिड (एच 2 इसलिए 4 ) और अमोनियम सल्फेट ((NH .) 4 ) 2 इसलिए 4 ) तथाकथित के रूप में पृथ्वी की सतह पर लौटते हैं। अम्ल वर्षा। प्रयोग आंतरिक जलन ऊजाएंनाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और लेड यौगिकों के साथ महत्वपूर्ण वायु प्रदूषण की ओर जाता है ( टेट्राएथिल लेड Pb (CH .) 3 चौधरी 2 ) 4 ) ).

वायुमंडल का एरोसोल प्रदूषण प्राकृतिक कारणों (ज्वालामुखी विस्फोट, धूल भरी आंधी, समुद्री जल की बूंदों और पौधों के पराग, आदि का प्रवेश) और मानव आर्थिक गतिविधि (अयस्कों और निर्माण सामग्री का खनन, ईंधन दहन, सीमेंट उत्पादन, आदि) के कारण होता है। ।) वायुमंडल में ठोस कणों का बड़े पैमाने पर निष्कासन ग्रह पर जलवायु परिवर्तन के संभावित कारणों में से एक है।

वायुमंडल कई सौ किलोमीटर तक ऊपर की ओर फैला हुआ है। इसकी ऊपरी सीमा, लगभग 2000-3000 . की ऊंचाई पर किमी,कुछ हद तक सशर्त, क्योंकि इसे बनाने वाली गैसें, धीरे-धीरे दुर्लभ हो जाती हैं, विश्व अंतरिक्ष में चली जाती हैं। वायुमंडल की रासायनिक संरचना, दबाव, घनत्व, तापमान और इसके अन्य भौतिक गुण ऊंचाई के साथ बदलते हैं। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हवा की रासायनिक संरचना 100 . की ऊंचाई तक किमीमहत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है। कुछ हद तक अधिक, वायुमंडल में मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन भी होते हैं। लेकिन ऊंचाई पर 100-110 किमी,सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, ऑक्सीजन के अणु परमाणुओं में विभाजित हो जाते हैं और परमाणु ऑक्सीजन प्रकट होता है। 110-120 . से ऊपर किमीलगभग सारी ऑक्सीजन परमाणु हो जाती है। यह माना जाता है कि 400-500 . से ऊपर किमीवातावरण बनाने वाली गैसें भी परमाणु अवस्था में होती हैं।

ऊंचाई के साथ वायुदाब और घनत्व तेजी से घटता है। यद्यपि वायुमंडल ऊपर की ओर सैकड़ों किलोमीटर तक फैला हुआ है, लेकिन इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह से सटे सबसे निचले भागों में अपेक्षाकृत पतली परत में स्थित है। तो, समुद्र तल और ऊंचाई के बीच की परत में 5-6 किमीवायुमंडल के द्रव्यमान का आधा भाग 0-16 . परत में केंद्रित है किमी-90%, और परत में 0-30 किमी- 99%। वायु द्रव्यमान में समान तीव्र कमी 30 . से ऊपर होती है किमी.अगर वजन 1 एम 3पृथ्वी की सतह पर हवा 1033 ग्राम है, फिर 20 . की ऊंचाई पर किमीयह 43 ग्राम के बराबर है, और 40 . की ऊंचाई पर है किमीकेवल 4 साल

300-400 . की ऊंचाई पर किमीऔर ऊपर, हवा इतनी दुर्लभ है कि दिन के दौरान इसका घनत्व कई बार बदल जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि घनत्व में यह परिवर्तन सूर्य की स्थिति से संबंधित है। उच्चतम वायु घनत्व दोपहर के आसपास है, रात में सबसे कम है। यह आंशिक रूप से इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुमंडल की ऊपरी परतें सूर्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करती हैं।

ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव भी असमान है। ऊंचाई के साथ तापमान में परिवर्तन की प्रकृति के अनुसार, वातावरण को कई क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है, जिसके बीच संक्रमणकालीन परतें होती हैं, तथाकथित विराम, जहां तापमान ऊंचाई के साथ थोड़ा बदलता है।

यहां गोले और संक्रमण परतों के नाम और मुख्य विशेषताएं दी गई हैं।

आइए हम इन क्षेत्रों के भौतिक गुणों पर मूल डेटा प्रस्तुत करें।

क्षोभ मंडल। क्षोभमंडल के भौतिक गुण मोटे तौर पर पृथ्वी की सतह के प्रभाव से निर्धारित होते हैं, जो कि इसका निम्न परिबंध. क्षोभमंडल की उच्चतम ऊंचाई भूमध्यरेखीय और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में देखी जाती है। यहां यह 16-18 . तक पहुंच जाता है किमीऔर अपेक्षाकृत कम दैनिक और मौसमी परिवर्तनों के अधीन। ध्रुवीय और आसन्न क्षेत्रों के ऊपर, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा औसतन 8-10 . के स्तर पर स्थित है किमी.मध्य अक्षांशों में, यह 6-8 से 14-16 . तक होता है किमी.

क्षोभमंडल की ऊर्ध्वाधर शक्ति वायुमंडलीय प्रक्रियाओं की प्रकृति पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करती है। अक्सर दिन के दौरान, किसी दिए गए बिंदु या क्षेत्र पर क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा कई किलोमीटर तक गिर जाती है या बढ़ जाती है। यह मुख्य रूप से हवा के तापमान में बदलाव के कारण होता है।

पृथ्वी के वायुमंडल के द्रव्यमान का 4/5 से अधिक और उसमें निहित लगभग सभी जल वाष्प क्षोभमंडल में केंद्रित हैं। इसके अलावा, पृथ्वी की सतह से क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा तक, तापमान प्रत्येक 100 मीटर के लिए औसतन 0.6° या 1 के लिए 6° गिर जाता है। किमीउत्थान . यह इस तथ्य के कारण है कि क्षोभमंडल में हवा मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह से गर्म और ठंडी होती है।

सौर ऊर्जा के प्रवाह के अनुसार भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक तापमान कम हो जाता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह के पास हवा का औसत तापमान +26°, ध्रुवीय क्षेत्रों में -34°, सर्दियों में -36° और गर्मियों में लगभग 0° तक पहुंच जाता है। इस प्रकार, भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर सर्दियों में 60° और गर्मियों में केवल 26° होता है। सच है, सर्दियों में आर्कटिक में इतना कम तापमान केवल पृथ्वी की सतह के पास देखा जाता है, जो बर्फ के विस्तार पर हवा के ठंडा होने के कारण होता है।

सर्दियों में, मध्य अंटार्कटिका में, बर्फ की चादर की सतह पर हवा का तापमान और भी कम होता है। अगस्त 1 9 60 में वोस्तोक स्टेशन पर, दुनिया में सबसे कम तापमान -88.3 ° दर्ज किया गया था, और सबसे अधिक बार मध्य अंटार्कटिका में यह -45 °, -50 ° दर्ज किया गया था।

ऊंचाई से भूमध्य रेखा और ध्रुव के बीच तापमान का अंतर कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, ऊंचाई 5 . पर किमीभूमध्य रेखा पर तापमान -2°, -4° तक पहुँच जाता है, और मध्य आर्कटिक में समान ऊँचाई पर -37°, -39° सर्दियों में और -19°, -20° गर्मियों में; इसलिए, सर्दियों में तापमान का अंतर 35-36° और गर्मियों में 16-17° होता है। दक्षिणी गोलार्ध में, ये अंतर कुछ बड़े हैं।

वायुमंडलीय परिसंचरण की ऊर्जा भूमध्य रेखा-ध्रुव तापमान अनुबंधों द्वारा निर्धारित की जा सकती है। चूंकि सर्दियों में तापमान के विपरीत अधिक होते हैं, इसलिए वायुमंडलीय प्रक्रियाएं गर्मियों की तुलना में अधिक तीव्र होती हैं। यह इस तथ्य की भी व्याख्या करता है कि सर्दियों में क्षोभमंडल में प्रचलित पश्चिमी हवाओं की गति गर्मियों की तुलना में अधिक होती है। इस मामले में, हवा की गति, एक नियम के रूप में, ऊंचाई के साथ बढ़ जाती है, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा पर अधिकतम तक पहुंच जाती है। क्षैतिज परिवहन ऊर्ध्वाधर वायु आंदोलनों और अशांत (अव्यवस्थित) आंदोलन के साथ होता है। बड़ी मात्रा में हवा के बढ़ने और गिरने के कारण बादल बनते हैं और फैलते हैं, वर्षा होती है और रुक जाती है। क्षोभमंडल और ऊपर के गोले के बीच संक्रमण परत है ट्रोपोपॉज़।इसके ऊपर समताप मंडल है।

स्ट्रैटोस्फियर ऊंचाई 8-17 से 50-55 . तक फैली हुई है किमी.यह हमारी सदी की शुरुआत में खोला गया था। भौतिक गुणों के संदर्भ में, समताप मंडल क्षोभमंडल से तेजी से भिन्न होता है, यहाँ हवा का तापमान, एक नियम के रूप में, औसतन 1 - 2 ° प्रति किलोमीटर की ऊँचाई पर और ऊपरी सीमा पर, 50-55 की ऊँचाई पर बढ़ता है। किमी,सकारात्मक भी हो जाता है। इस क्षेत्र में तापमान में वृद्धि यहाँ ओजोन (O3) की उपस्थिति के कारण होती है, जो सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में बनती है। ओजोन परत लगभग पूरे समताप मंडल को कवर करती है। जल वाष्प में समताप मंडल बहुत खराब है। बादल बनने और वर्षा की कोई हिंसक प्रक्रिया नहीं होती है।

हाल ही में, यह माना गया था कि समताप मंडल अपेक्षाकृत शांत वातावरण है, जहां वायु मिश्रण नहीं होता है, जैसा कि क्षोभमंडल में होता है। इसलिए, यह माना जाता था कि समताप मंडल में गैसों को उनके विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार परतों में विभाजित किया जाता है। इसलिए समताप मंडल का नाम ("स्ट्रेटस" - स्तरित)। यह भी माना जाता था कि समताप मंडल में तापमान विकिरण संतुलन के प्रभाव में बनता है, अर्थात, जब अवशोषित और परावर्तित सौर विकिरण समान होते हैं।

रेडियोसॉन्ड और मौसम संबंधी रॉकेटों के नए आंकड़ों से पता चला है कि समताप मंडल, ऊपरी क्षोभमंडल की तरह, तापमान और हवा में बड़े बदलाव के साथ तीव्र वायु परिसंचरण के अधीन है। यहाँ, क्षोभमंडल की तरह, हवा में महत्वपूर्ण ऊर्ध्वाधर गति, मजबूत क्षैतिज वायु धाराओं के साथ अशांत आंदोलनों का अनुभव होता है। यह सब असमान तापमान वितरण का परिणाम है।

समताप मंडल और ऊपर वाले गोले के बीच संक्रमण परत है स्ट्रैटोपॉज़।हालांकि, वायुमंडल की उच्च परतों की विशेषताओं पर आगे बढ़ने से पहले, आइए तथाकथित ओजोनोस्फीयर से परिचित हों, जिसकी सीमाएं लगभग समताप मंडल की सीमाओं से मेल खाती हैं।

वायुमंडल में ओजोन। समताप मंडल में तापमान व्यवस्था और वायु धाराओं को बनाने में ओजोन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ओज़ोन (ओ 3) एक गरज के बाद हमारे द्वारा महसूस किया जाता है जब हम एक सुखद स्वाद के साथ स्वच्छ हवा में सांस लेते हैं। हालांकि, यहां हम आंधी के बाद बनने वाले इस ओजोन के बारे में नहीं, बल्कि 10-60 . की परत में मौजूद ओजोन के बारे में बात करेंगे किमीअधिकतम 22-25 . की ऊंचाई के साथ किमी.ओजोन सूर्य की पराबैंगनी किरणों की क्रिया द्वारा निर्मित होती है और यद्यपि इसकी कुल मात्रा नगण्य होती है, यह वातावरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ओजोन में सूर्य की पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने की क्षमता होती है और इस तरह यह जानवरों और पौधों की दुनिया को इसके हानिकारक प्रभावों से बचाती है। यहां तक ​​​​कि पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाली पराबैंगनी किरणों का वह छोटा अंश भी शरीर को बुरी तरह से जला देता है जब व्यक्ति को धूप सेंकने का अत्यधिक शौक होता है।

पृथ्वी के विभिन्न भागों में ओजोन की मात्रा समान नहीं है। उच्च अक्षांशों में ओजोन अधिक होता है, मध्य और निम्न अक्षांशों में कम होता है, और यह राशि वर्ष के मौसमों के परिवर्तन के आधार पर बदलती रहती है। वसंत में अधिक ओजोन, शरद ऋतु में कम। इसके अलावा, इसके गैर-आवधिक उतार-चढ़ाव वायुमंडल के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर परिसंचरण के आधार पर होते हैं। कई वायुमंडलीय प्रक्रियाएं ओजोन सामग्री से निकटता से संबंधित हैं, क्योंकि इसका तापमान क्षेत्र पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

सर्दियों में, ध्रुवीय रात के दौरान, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत हवा का उत्सर्जन करती है और हवा को ठंडा करती है। नतीजतन, उच्च अक्षांशों (आर्कटिक और अंटार्कटिक में) के समताप मंडल में सर्दियों में एक ठंडा क्षेत्र बनता है, बड़े क्षैतिज तापमान और दबाव ढाल के साथ एक समताप मंडलीय चक्रवाती एडी, जो विश्व के मध्य अक्षांशों पर पश्चिमी हवाओं का कारण बनता है।

गर्मियों में, ध्रुवीय दिन की परिस्थितियों में, उच्च अक्षांशों पर, ओजोन परत सौर ताप को अवशोषित करती है और हवा को गर्म करती है। उच्च अक्षांशों के समताप मंडल में तापमान में वृद्धि के परिणामस्वरूप, एक ऊष्मा क्षेत्र और एक समताप मंडल प्रतिचक्रीय भंवर बनते हैं। इसलिए, ग्लोब के औसत अक्षांशों पर 20 . से ऊपर किमीगर्मियों में, समताप मंडल में पूर्वी हवाएँ चलती हैं।

मध्यमंडल। मौसम संबंधी रॉकेटों और अन्य विधियों के साथ टिप्पणियों ने स्थापित किया है कि समताप मंडल में देखी गई कुल तापमान वृद्धि 50-55 की ऊंचाई पर समाप्त होती है किमी.इस परत के ऊपर, तापमान फिर से गिर जाता है और मध्यमंडल की ऊपरी सीमा के पास (लगभग 80 .) किमी)-75°, -90° तक पहुँच जाता है। इसके अलावा, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ बढ़ता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि ऊंचाई के साथ तापमान में कमी, मेसोस्फीयर की विशेषता, अलग-अलग अक्षांशों पर और पूरे वर्ष अलग-अलग होती है। निम्न अक्षांशों पर, तापमान में गिरावट उच्च अक्षांशों की तुलना में अधिक धीमी गति से होती है: मध्यमंडल के लिए औसत ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता क्रमशः 0.23° - 0.31° प्रति 100 है एमया 2.3°-3.1° प्रति 1 किमी.गर्मियों में यह सर्दियों की तुलना में बहुत बड़ा होता है। जैसा कि उच्च अक्षांशों में नवीनतम शोध द्वारा दिखाया गया है, गर्मियों में मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर तापमान सर्दियों की तुलना में कई दसियों डिग्री कम होता है। ऊपरी मेसोस्फीयर में लगभग 80 . की ऊंचाई पर किमीमेसोपॉज परत में ऊंचाई के साथ तापमान में कमी रुक जाती है और इसकी वृद्धि शुरू हो जाती है। यहाँ, स्पष्ट मौसम में गोधूलि के समय या सूर्योदय से पहले उलटी परत के नीचे, क्षितिज के नीचे सूर्य द्वारा प्रकाशित चमकदार पतले बादल देखे जाते हैं। आकाश की अंधेरी पृष्ठभूमि के खिलाफ, वे एक चांदी-नीली रोशनी के साथ चमकते हैं। इसलिए, इन बादलों को चांदी कहा जाता है।

निशाचर बादलों की प्रकृति अभी तक अच्छी तरह से समझ में नहीं आई है। लंबे समय तकमाना जाता है कि वे ज्वालामुखीय धूल से बने हैं। हालांकि, वास्तविक ज्वालामुखी बादलों की विशेषता ऑप्टिकल घटना की अनुपस्थिति ने इस परिकल्पना को अस्वीकार कर दिया। तब यह सुझाव दिया गया था कि रात्रिचर बादल ब्रह्मांडीय धूल से बने होते हैं। हाल के वर्षों में, एक परिकल्पना प्रस्तावित की गई है कि ये बादल साधारण सिरस बादलों की तरह बर्फ के क्रिस्टल से बने होते हैं। निशाचर बादलों के स्थान का स्तर किसके कारण विलंब परत द्वारा निर्धारित किया जाता है तापमान उलटालगभग 80 . की ऊंचाई पर मेसोस्फीयर से थर्मोस्फीयर में संक्रमण के दौरान किमी.चूंकि सबइनवर्जन परत में तापमान -80 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तक पहुंच जाता है, यहां जल वाष्प के संघनन के लिए सबसे अनुकूल परिस्थितियां बनाई जाती हैं, जो ऊर्ध्वाधर आंदोलन या अशांत प्रसार के परिणामस्वरूप समताप मंडल से यहां प्रवेश करती हैं। रात्रिचर बादल आमतौर पर देखे जाते हैं गर्मी की अवधि, कभी कभी बहुत बड़ी संख्या मेंऔर कुछ महीनों के भीतर।

के लिए अवलोकन चांदी के बादलयह पाया गया कि गर्मियों में अपने स्तर पर हवाएँ अत्यधिक परिवर्तनशील होती हैं। हवा की गति व्यापक रूप से भिन्न होती है: 50-100 से कई सौ किलोमीटर प्रति घंटे तक।

ऊंचाई पर तापमान। उत्तरी गोलार्ध में सर्दियों और गर्मियों में, पृथ्वी की सतह और 90-100 किमी की ऊंचाई के बीच, ऊंचाई के साथ तापमान वितरण की प्रकृति का एक दृश्य प्रतिनिधित्व चित्र 5 में दिया गया है। गोलाकारों को अलग करने वाली सतहों को यहां बोल्ड द्वारा दर्शाया गया है। धराशायी लाइनों। सबसे नीचे, क्षोभमंडल अच्छी तरह से खड़ा होता है, ऊंचाई के साथ तापमान में एक विशेष कमी के साथ। क्षोभमंडल के ऊपर, समताप मंडल में, इसके विपरीत, सामान्य रूप से ऊंचाई के साथ और 50-55 की ऊंचाई पर तापमान बढ़ता है किमी+ 10°, -10° तक पहुँच जाता है। आइए एक महत्वपूर्ण विवरण पर ध्यान दें। सर्दियों में, उच्च अक्षांशों के समताप मंडल में, क्षोभमंडल के ऊपर का तापमान -60 से -75 ° और केवल 30 से ऊपर गिर जाता है। किमीफिर से -15 डिग्री तक बढ़ जाता है। गर्मियों में, ट्रोपोपॉज़ से शुरू होकर, तापमान ऊंचाई के साथ और 50 . तक बढ़ जाता है किमी+10° तक पहुँच जाता है। स्ट्रैटोपॉज़ के ऊपर, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ कम होना शुरू हो जाता है, और 80 . के स्तर पर किमीयह -70°, -90° से अधिक नहीं है।

चित्र 5 से यह इस प्रकार है कि परत में 10-40 किमीउच्च अक्षांशों में सर्दियों और गर्मियों में हवा का तापमान तेजी से भिन्न होता है। सर्दियों में, ध्रुवीय रात के दौरान, यहाँ का तापमान -60°, -75° तक पहुँच जाता है, और गर्मियों में न्यूनतम -45° ट्रोपोपॉज़ के पास होता है। ट्रोपोपॉज़ के ऊपर, तापमान बढ़ता है और 30-35 . की ऊंचाई पर होता है किमीकेवल -30°, -20° है, जो ध्रुवीय दिन के दौरान ओजोन परत में हवा के गर्म होने के कारण होता है। इस आंकड़े से यह भी पता चलता है कि एक मौसम में और एक ही स्तर पर तापमान समान नहीं होता है। विभिन्न अक्षांशों के बीच इनका अंतर 20-30° से अधिक होता है। इस मामले में, परत में असमानता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कम तामपान (18-30 किमी)और अधिकतम तापमान (50-60 .) की परत में किमी)समताप मंडल में, साथ ही ऊपरी मेसोस्फीयर (75-85 .) में कम तापमान की परत मेंकिमी)।

चित्र 5 में दिखाया गया औसत तापमान उत्तरी गोलार्ध में टिप्पणियों से प्राप्त किया जाता है, हालांकि, उपलब्ध जानकारी को देखते हुए, उन्हें इसके लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है दक्षिणी गोलार्द्ध. कुछ अंतर मुख्य रूप से उच्च अक्षांशों पर मौजूद हैं। सर्दियों में अंटार्कटिका के ऊपर, क्षोभमंडल और निचले समताप मंडल में हवा का तापमान मध्य आर्कटिक की तुलना में काफी कम होता है।

तेज हवाएं। तापमान का मौसमी वितरण समताप मंडल और मेसोस्फीयर में वायु धाराओं की एक जटिल प्रणाली को निर्धारित करता है।

चित्र 6 पृथ्वी की सतह और 90 . की ऊँचाई के बीच वायुमंडल में पवन क्षेत्र के एक ऊर्ध्वाधर भाग को दर्शाता है किमीउत्तरी गोलार्ध में सर्दी और गर्मी। आइसोलिन्स प्रचलित हवा की औसत गति दिखाते हैं (में .) एमएस)।यह इस आंकड़े से पता चलता है कि समताप मंडल में सर्दियों और गर्मियों में हवा का शासन तेजी से भिन्न होता है। सर्दियों में, क्षोभमंडल और समताप मंडल दोनों पर पश्चिमी हवाओं का प्रभुत्व होता है अधिकतम गति, लगभग . के बराबर

100 एमएस 60-65 . की ऊंचाई पर किमी.गर्मियों में, पछुआ हवाएँ केवल 18-20 . की ऊँचाई तक चलती हैं किमी.उच्चतर वे पूर्वी हो जाते हैं, अधिकतम गति 70 . तक होती है एमएस 55-60 . की ऊंचाई परकिमी.

गर्मियों में, मध्यमंडल के ऊपर, हवाएँ पश्चिमी हो जाती हैं, और सर्दियों में, वे पूर्व की ओर हो जाती हैं।

बाह्य वायुमंडल। मेसोस्फीयर के ऊपर थर्मोस्फीयर है, जो तापमान में वृद्धि की विशेषता है साथऊंचाई। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, मुख्य रूप से रॉकेट की मदद से, यह पाया गया कि थर्मोस्फीयर में यह पहले से ही 150 के स्तर पर है। किमीहवा का तापमान 220-240 ° और 200 . के स्तर तक पहुँच जाता है किमी 500 डिग्री से अधिक। ऊपर, तापमान में वृद्धि जारी है और 500-600 . के स्तर पर है किमी 1500° से अधिक है। कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के प्रक्षेपण के दौरान प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, यह पाया गया है कि ऊपरी थर्मोस्फीयर में तापमान लगभग 2000 डिग्री तक पहुंच जाता है और दिन के दौरान काफी उतार-चढ़ाव होता है। सवाल उठता है कि वायुमंडल की ऊंची परतों में इतने ऊंचे तापमान की व्याख्या कैसे की जाए। याद रखें कि गैस का तापमान एक माप है औसत गतिआणविक आंदोलनों। वायुमंडल के निचले, सघनतम भाग में, हवा बनाने वाले गैस के अणु गति करते समय अक्सर एक-दूसरे से टकराते हैं और तुरंत गतिज ऊर्जा को एक-दूसरे में स्थानांतरित कर देते हैं। इसलिए, घने माध्यम में गतिज ऊर्जा औसतन समान होती है। उच्च परतों में, जहां हवा का घनत्व बहुत कम होता है, बड़ी दूरी पर स्थित अणुओं के बीच टकराव कम होता है। जब ऊर्जा अवशोषित होती है, तो टकरावों के बीच के अंतराल में अणुओं की गति बहुत बदल जाती है; इसके अलावा, हल्की गैसों के अणु भारी गैसों के अणुओं की तुलना में अधिक गति से चलते हैं। नतीजतन, गैसों का तापमान भिन्न हो सकता है।

विरल गैसों में, बहुत छोटे आकार (हल्की गैसों) के अपेक्षाकृत कम अणु होते हैं। यदि वे उच्च गति से चलते हैं, तो हवा के दिए गए आयतन में तापमान अधिक होगा। थर्मोस्फीयर में, प्रत्येक घन सेंटीमीटर हवा में विभिन्न गैसों के दसियों और सैकड़ों हजारों अणु होते हैं, जबकि पृथ्वी की सतह पर उनमें से लगभग सौ मिलियन अरब होते हैं। इसलिए, वायुमंडल की उच्च परतों में अत्यधिक उच्च तापमान, इस बहुत पतले माध्यम में अणुओं की गति की गति को दर्शाने वाले, यहां स्थित शरीर को हल्का सा भी गर्म नहीं कर सकता है। जिस प्रकार बिजली के दीयों को चमकाते समय व्यक्ति को गर्मी का अनुभव नहीं होता है, हालांकि एक दुर्लभ माध्यम में तंतु तुरंत कई हजार डिग्री तक गर्म हो जाते हैं।

निचले थर्मोस्फीयर और मेसोस्फीयर में, उल्का वर्षा का मुख्य भाग पृथ्वी की सतह पर पहुंचने से पहले ही जल जाता है।

60-80 . से ऊपर वायुमंडलीय परतों के बारे में उपलब्ध जानकारी किमीसंरचना, व्यवस्था और उनमें विकसित होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में अंतिम निष्कर्ष के लिए अभी भी अपर्याप्त हैं। हालांकि, यह ज्ञात है कि ऊपरी मेसोस्फीयर और निचले थर्मोस्फीयर में, तापमान शासन आणविक ऑक्सीजन (ओ 2) के परमाणु ऑक्सीजन (ओ) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप बनाया जाता है, जो पराबैंगनी सौर विकिरण की क्रिया के तहत होता है। तापमान शासन पर थर्मोस्फीयर में बड़ा प्रभावकॉर्पसकुलर, एक्स-रे और प्रदान करता है। सूर्य से पराबैंगनी विकिरण। यहां दिन में भी तापमान और हवा में तेज बदलाव होता है।

वायुमंडलीय आयनीकरण। 60-80 . से ऊपर के वातावरण की सबसे दिलचस्प विशेषता किमीउसका है आयनीकरण,यानी, बड़ी संख्या में विद्युत आवेशित कणों - आयनों के बनने की प्रक्रिया। चूंकि गैसों का आयनीकरण निचले थर्मोस्फीयर की विशेषता है, इसलिए इसे आयनमंडल भी कहा जाता है।

आयनमंडल में गैसें अधिकतर परमाणु अवस्था में होती हैं। उच्च ऊर्जा वाले सूर्य के पराबैंगनी और कणिका विकिरण की क्रिया के तहत, तटस्थ परमाणुओं और वायु अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को विभाजित करने की प्रक्रिया होती है। ऐसे परमाणु और अणु जो एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो चुके हैं, सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं, और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन फिर से जुड़ सकता है तटस्थ परमाणुया एक अणु और उन्हें उनके नकारात्मक चार्ज के साथ संपन्न करते हैं। ये धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित परमाणु और अणु कहलाते हैं आयन,और गैसें आयनित,यानी जिन्होंने प्राप्त किया आवेश. आयनों की उच्च सांद्रता पर, गैसें विद्युत प्रवाहकीय हो जाती हैं।

आयनीकरण प्रक्रिया 60-80 और 220-400 . की ऊंचाई तक सीमित मोटी परतों में सबसे अधिक तीव्रता से होती है किमी.इन परतों में, आयनीकरण के लिए अनुकूलतम परिस्थितियाँ होती हैं। यहां, वायु घनत्व ऊपरी वायुमंडल की तुलना में काफी अधिक है, और सूर्य से पराबैंगनी और कणिका विकिरण का प्रवाह आयनीकरण प्रक्रिया के लिए पर्याप्त है।

आयनमंडल की खोज विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण और शानदार उपलब्धियों में से एक है। आखिरकार, आयनमंडल की एक विशिष्ट विशेषता रेडियो तरंगों के प्रसार पर इसका प्रभाव है। आयनित परतों में, रेडियो तरंगें परावर्तित होती हैं, और इसलिए लंबी दूरी का रेडियो संचार संभव हो जाता है। आवेशित परमाणु-आयन छोटी रेडियो तरंगों को परावर्तित करते हैं, और वे फिर से पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं, लेकिन पहले से ही रेडियो प्रसारण के स्थान से काफी दूरी पर होते हैं। जाहिर है, छोटी रेडियो तरंगें इस रास्ते को कई बार बनाती हैं, और इस तरह लंबी दूरी की रेडियो संचार सुनिश्चित होती है। यदि आयनमंडल के लिए नहीं, तो लंबी दूरी पर रेडियो स्टेशन संकेतों के प्रसारण के लिए महंगी रेडियो रिले लाइनों का निर्माण करना आवश्यक होगा।

हालांकि, यह ज्ञात है कि कभी-कभी शॉर्टवेव रेडियो संचार बाधित हो जाते हैं। यह सूर्य पर क्रोमोस्फेरिक फ्लेयर्स के परिणामस्वरूप होता है, जिसके कारण सूर्य की पराबैंगनी विकिरण तेजी से बढ़ जाती है, जिससे आयनोस्फीयर और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र - चुंबकीय तूफान की मजबूत गड़बड़ी होती है। चुंबकीय तूफानों के दौरान, रेडियो संचार बाधित होता है, क्योंकि आवेशित कणों की गति चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है। चुंबकीय तूफानों के दौरान, आयनोस्फीयर रेडियो तरंगों को बदतर रूप से दर्शाता है या उन्हें अंतरिक्ष में भेजता है। मुख्य रूप से सौर गतिविधि में बदलाव के साथ, पराबैंगनी विकिरण में वृद्धि के साथ, आयनोस्फीयर के इलेक्ट्रॉन घनत्व और दिन में रेडियो तरंगों के अवशोषण में वृद्धि होती है, जिससे शॉर्ट-वेव रेडियो संचार में व्यवधान होता है।

नए शोध के अनुसार, एक शक्तिशाली आयनित परत में ऐसे क्षेत्र होते हैं जहाँ मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता पड़ोसी परतों की तुलना में थोड़ी अधिक सांद्रता तक पहुँचती है। ऐसे चार क्षेत्र ज्ञात हैं, जो लगभग 60-80, 100-120, 180-200 और 300-400 की ऊंचाई पर स्थित हैं। किमीऔर अक्षरों से चिह्नित हैं डी, इ, एफ 1 और एफ 2 . सूर्य से बढ़ते विकिरण के साथ, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में आवेशित कण (कोशिकाएं) उच्च अक्षांशों की ओर विक्षेपित हो जाते हैं। वायुमंडल में प्रवेश करने पर, कणिकाएं गैसों के आयनीकरण को इस हद तक तेज कर देती हैं कि उनकी चमक शुरू हो जाती है। इस तरह से औरोरस- सुंदर बहुरंगी चापों के रूप में जो रात के आकाश में प्रकाश करते हैं, मुख्यतः पृथ्वी के उच्च अक्षांशों में। औरोरस मजबूत के साथ हैं चुंबकीय तूफान. ऐसे मामलों में, उरोरा मध्य अक्षांशों में और दुर्लभ मामलों में उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में भी दिखाई देने लगते हैं। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, 21-22 जनवरी, 1957 को मनाया गया तीव्र अरोरा हमारे देश के लगभग सभी दक्षिणी क्षेत्रों में दिखाई दे रहा था।

कई दसियों किलोमीटर की दूरी पर स्थित दो बिंदुओं से औरोरा की तस्वीरें खींचकर, औरोरा की ऊंचाई बड़ी सटीकता के साथ निर्धारित की जाती है। औरोरा आमतौर पर लगभग 100 . की ऊंचाई पर स्थित होते हैं किमी,अक्सर वे कई सौ किलोमीटर की ऊंचाई पर पाए जाते हैं, और कभी-कभी लगभग 1000 . के स्तर पर किमी.यद्यपि अरोरा की प्रकृति को स्पष्ट किया गया है, फिर भी इस घटना से जुड़े कई अनसुलझे मुद्दे हैं। अरोरा के रूपों की विविधता के कारण अभी भी अज्ञात हैं।

तीसरे सोवियत उपग्रह के अनुसार, ऊंचाई 200 और 1000 . के बीच किमीदिन के दौरान, विभाजित आणविक ऑक्सीजन के सकारात्मक आयन, यानी, परमाणु ऑक्सीजन (O), प्रबल होते हैं। सोवियत वैज्ञानिक कॉसमॉस श्रृंखला के कृत्रिम उपग्रहों की मदद से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं। अमेरिकी वैज्ञानिक भी उपग्रहों की मदद से आयनमंडल का अध्ययन कर रहे हैं।

थर्मोस्फीयर को एक्सोस्फीयर से अलग करने वाली सतह में सौर गतिविधि और अन्य कारकों में परिवर्तन के आधार पर उतार-चढ़ाव होता है। लंबवत रूप से, ये उतार-चढ़ाव 100-200 . तक पहुंच जाते हैं किमीऔर अधिक।

बहिर्मंडल (बिखरने वाला गोला) - वायुमंडल का सबसे ऊपर का भाग, जो 800 . से ऊपर स्थित है किमी.वह कम पढ़ी-लिखी है। अवलोकन और सैद्धांतिक गणना के आंकड़ों के अनुसार, एक्सोस्फीयर में तापमान 2000 डिग्री तक ऊंचाई के साथ बढ़ता है। निचले आयनमंडल के विपरीत, बहिर्मंडल में गैसें इतनी विरल होती हैं कि उनके कण, बड़ी गतिलगभग कभी एक दूसरे से नहीं मिलते।

अपेक्षाकृत हाल तक, यह माना जाता था कि वातावरण की सशर्त सीमा लगभग 1000 . की ऊंचाई पर स्थित है किमी.हालांकि, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के मंदी के आधार पर, यह स्थापित किया गया है कि 700-800 . की ऊंचाई पर किमीपहले में सेमी 3 160 हजार तक शामिल है। सकारात्मक आयनपरमाणु ऑक्सीजन और नाइट्रोजन। इससे यह मानने का आधार मिलता है कि वायुमंडल की आवेशित परतें अंतरिक्ष में बहुत अधिक दूरी तक फैली हुई हैं।

पर उच्च तापमानवातावरण की सशर्त सीमा पर, गैस के कणों की गति लगभग 12 . तक पहुँच जाती है किमी/सेकंडइन गतियों पर, गैसें धीरे-धीरे क्रिया के क्षेत्र को छोड़ देती हैं गुरुत्वाकर्षणअंतरग्रहीय अंतरिक्ष में। यह लंबे समय से चल रहा है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और हीलियम के कणों को कई वर्षों में अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में हटा दिया जाता है।

वायुमंडल की उच्च परतों के अध्ययन में, कोस्मोस और इलेक्ट्रोन श्रृंखला के उपग्रहों और भूभौतिकीय रॉकेट और अंतरिक्ष स्टेशनों मार्स -1, लूना -4, आदि दोनों से समृद्ध डेटा प्राप्त किया गया था। अंतरिक्ष यात्रियों के प्रत्यक्ष अवलोकन भी मूल्यवान थे। तो, वी। निकोलेवा-टेरेश्कोवा द्वारा अंतरिक्ष में ली गई तस्वीरों के अनुसार, यह पाया गया कि 19 की ऊंचाई पर किमीपृथ्वी से धूल की परत है। वोसखोद अंतरिक्ष यान के चालक दल द्वारा प्राप्त आंकड़ों से भी इसकी पुष्टि हुई। जाहिरा तौर पर वहाँ है निकट संबंधधूल की परत और तथाकथित . के बीच मोती के बादल,कभी-कभी लगभग 20-30 . की ऊंचाई पर देखा जाता हैकिमी.

वायुमंडल से बाह्य अंतरिक्ष तक। पिछली धारणाएं कि पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर, ग्रहों के बीच में

अंतरिक्ष, गैसें बहुत दुर्लभ होती हैं और कणों की सांद्रता 1 . में कई इकाइयों से अधिक नहीं होती है सेमी 3,उचित नहीं थे। अध्ययनों से पता चला है कि पृथ्वी के निकट का स्थान आवेशित कणों से भरा हुआ है। इस आधार पर, आवेशित कणों की स्पष्ट रूप से बढ़ी हुई सामग्री के साथ पृथ्वी के चारों ओर क्षेत्रों के अस्तित्व के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी गई थी, अर्थात। विकिरण बेल्ट- आंतरिक व बाह्य। नए डेटा ने स्पष्ट करने में मदद की। यह पता चला कि आंतरिक और बाहरी विकिरण बेल्ट के बीच भी आवेशित कण होते हैं। उनकी संख्या भू-चुंबकीय और सौर गतिविधि के आधार पर भिन्न होती है। इस प्रकार, नई धारणा के अनुसार, विकिरण बेल्ट के बजाय, स्पष्ट रूप से परिभाषित सीमाओं के बिना विकिरण क्षेत्र हैं। सौर गतिविधि के आधार पर विकिरण क्षेत्रों की सीमाएं बदलती हैं। इसकी तीव्रता के साथ, अर्थात्, जब सूर्य पर गैस के धब्बे और जेट दिखाई देते हैं, सैकड़ों-हजारों किलोमीटर से अधिक निकल जाते हैं, तो प्रवाह बढ़ जाता है ब्रह्मांडीय कण, जो पृथ्वी के विकिरण क्षेत्रों को खिलाती है।

अंतरिक्ष यान पर उड़ने वाले लोगों के लिए रेडिएशन जोन खतरनाक होते हैं। इसलिए, अंतरिक्ष में उड़ान से पहले, विकिरण क्षेत्रों की स्थिति और स्थिति निर्धारित की जाती है, और अंतरिक्ष यान की कक्षा को इस तरह से चुना जाता है कि यह बढ़े हुए विकिरण के क्षेत्रों से बाहर निकल जाए। हालाँकि, वायुमंडल की ऊँची परतों के साथ-साथ पृथ्वी के करीब बाहरी स्थान की अभी भी बहुत कम खोज की गई है।

वायुमंडल की उच्च परतों और निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष के अध्ययन में, कोस्मोस श्रृंखला के उपग्रहों और अंतरिक्ष स्टेशनों से प्राप्त समृद्ध डेटा का उपयोग किया जाता है।

वायुमंडल की ऊंची परतों का सबसे कम अध्ययन किया जाता है। हालांकि आधुनिक तरीकेउनका शोध हमें यह आशा करने की अनुमति देता है कि आने वाले वर्षों में मनुष्य उस वातावरण की संरचना के बारे में कई विवरण जानेंगे, जिसके नीचे वह रहता है।

अंत में, हम वायुमंडल का एक योजनाबद्ध ऊर्ध्वाधर खंड प्रस्तुत करते हैं (चित्र 7)। यहां, किलोमीटर में ऊंचाई और मिलीमीटर में हवा का दबाव लंबवत रूप से प्लॉट किया जाता है, और तापमान क्षैतिज रूप से प्लॉट किया जाता है। ठोस वक्र ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव को दर्शाता है। इसी ऊंचाई पर, और प्रमुख ईवेंटवातावरण में देखा गया, साथ ही रेडियोसोंडेस और वायुमंडलीय ध्वनि के अन्य माध्यमों से अधिकतम ऊंचाई तक पहुंच गया।